很多人在提到“东风”-17导弹时,都将其形容为高超声速导弹。
高超声速指的是速度达到马赫数6以上,按照这个标准,目前世界上所有的远程弹道导弹和洲际弹道导弹实际都是高超声速武器。比如阅兵式曾亮相过的“东风”-41导弹,其最大射程超过12000千米,导弹在发射后会冲出大气层达到第一宇宙速度,相当于23.6马赫,而其弹体在末端突防的时候速度甚至会达到25马赫以上。即使是像“东风”-26这样的中程弹道导弹,最终突防速度也很可能接近10马赫级别,也完全够得上“高超声速”导弹的标准。
那么,“东风”-17相比其他弹道导弹,究竟有什么特殊之处,让大家如此关注呢?
首先,最大的原因可能就在它的外形上。我们看到一般弹道导弹的弹体,大都是尖锐的圆锥型或者钝圆型,这
种构型成为旋成体结构,这种结构在技术上相对容易实现,也容易控制,适合各种速度区间。它通过一定的迎
角或者再入角,使得弹体本身产生升力,但是这类飞行器的升阻比较小。而“东风”-17则不同,从外形上看,“东风”-17导弹是一种典型的高升阻比的升力体结构,东风-17导弹体部异常尖锐,弹体细长比很大,头部与弹体之间圆滑过渡,其截面又不像一般旋成体结构导弹一样为圆锥形,其头部以下结构平坦,近乎成一个平面,截面就如战斗机一样轻薄,因此,它虽然没有常规飞行器的主要升力部件一机翼,但是利用巧妙的三维设计,形成一个高升力体的翼身融合结构,这种升力体结构布局有助于提高飞行器的升阻比,相同初始速度下,升阻比越高,飞行器纵向滑跃距离越远,横向机动能力越强。这有利于“东风”-17导弹
飞行器获得较大的内部空间,同时具备良好的气动性能。当然,为了在再入段保持足够稳定性和操控性,“东风”-17导弹的弹体中下部安装有两片小翼,背部和腹下也垂直安装有两片小翼,这些小翼分别充当一般飞行器中襟翼和方向舵的作用,用于横向和纵向的操稳性。
“东风”17导弹的弹体中下部安装有两片小翼,背部和腹下也垂直安装有两片小翼
“东风”-17的外形设计具有高超声速乘波体飞行器的特征,乘波体是指一种外形是流线形,其所有的前缘都具有附体激波的超音速或高超音速的飞行器。通俗的讲,乘波构型飞行器飞行时其前缘平面与激波的上表面重合,就象骑在激波的波面上,依靠激波的压力产生升力,它同样也具有升阻比高的优势,同时适应的速度范围比较广泛,在5-20马赫都具有较高的结构强度、机动性和升阻比。
第二,独特机动弹道有利于突防。“东风”-17的外形相对于其他的旋乘体弹道导弹而言,具有不可比拟的高升阻比的气动特性,使得它在自由飞行段和再入段都具有更好的机动性。我们知道,随着目前世界上导弹防御技术的不断成熟和体系的不断完善,对弹道导弹的防御已经不再是“天方夜谭”,即使是飞行速度达到十几马赫的末端,也出现了一系列针对性的防御措施。因为传统弹道导弹的轨道是固定不变的,可以根据它们的发射点、发射速度,通过公式把弹道计算出来,中间不会有什么变化,拦截起来相对比较容易。因此就对导弹的突防能力提出了更高的要求,目前,世界上新型洲际导弹都具备了机动变轨能力,主要是指在飞行的中段和末端改变飞行弹道的能力,这样就能使反导系统的拦截变得异常困难。不过,由于导弹的飞行速度比较高,要改变弹道需要巨大的能量,在高空,空气比较稀薄,空气动力和力矩都比较小,对于一般的采用旋成体弹体的弹道导弹而言,要想实现机动变轨飞行,只能采用多台微型发动机产生的力矩来进行姿态微调。而“东风”17导弹,由于本身的气动特性具备高升阻比的特性,依靠自身的气动力的改变就能实现一定程度的调整,再配姿态微调的火箭发动机,其机动变轨能力就能显著增强,在飞行终端和末端都能多次变换飞行轨迹,将原本的抛物线导弹变成螺旋机动弹道或摆式机动弹道,就是俗称的蛇形弹道或者“水漂”弹道,从而使对方的反导系统根本难以应付。
另外一方面,“东风”-17导弹的高升阻比的升力体结构,还是一种适合于超音速滑翔飞行的结构,它的飞行弹道因此也迥异于一般的抛物线弹道。中国著名科学家钱学森于20世纪40年代提出了一种新型导弹弹道的设想,即“助推一滑翔”弹道。这种弹道的特点是将弹道导弹和飞航导弹的轨迹融合在一起,导弹先由助推加速器带入到几十千米的太空中,然后助推器和弹体分离,弹体冲出大气层并做自由段飞行,凭借着良好的高超声速气动特性,弹体可以长时间在大气层内做滑翔飞行,这样就能使导弹的射程大大增加,在这期间,往往还会进行机动边柜,使得其飞行轨迹更为诡异,更加难以防御了。
图为东风-17发射场面
第三,射程超过1500千米。阅兵式上的“东风”-17的助推段,看起来与一般的战术弹道导弹并没有什么差异,不少军事专家分析,“东风”-17采用的就是“东风”-16导弹的助推段,只是弹体换成了“东风”-17的高超声速滑翔弹头。这一点从“东风”-17的导弹发射车上也能看出端倪,同样是一款运输-起竖-发射一体的TEL五轴重型特种越野三用车,在车体细节上,尤其是尾部起竖装置和斜侧面角度也同“东风”-16导弹发射车非常相似。如果这种说法属实,不难推测出“东风”-17的基本数据。“东风”-16弹道导弹是近年来我国新研制的一种单级固体弹道导弹,继承了“东风”-11导弹的成熟技术,在弹道导弹的射程上填补“东风”-15和“东风”-21的空白,外界估测射程超过1000千米,由于“东风”-17通过滑翔飞行增加了射程,所以其射程应该能达到1500千米以上,这一数据也同阅兵式上解说词中提到的““东风’-17为中近程导弹”的介绍相符合。
第四,高超声速滑翔。结合此前试飞时,国内外相关媒体的分析报道来看,“东风”-17导弹是一种无动力自由滑翔高超声速导弹,滑翔弹头的全部能量由助推段的固体火箭发动机提供,分离后即进入无动力滑翔状态。由于滑翔弹头没有自带动力,整个滑翔飞行阶段会因空气阻力不断减速,有资料介绍,滑翔弹头在弹道末端的速度会降到再入速度的1/2左右,但“东风”-17本身是一种中近程弹道导弹,采用常规弹头的“东风”-16再入末端可能低于10马赫,那么经过滑翔之后,“东风”-17的末端速度可能就低于5马赫了,似乎同高超声速导弹的称谓不相符了。因此,“东风”-17很可能并非是无动力滑翔导弹。目前很多高超声“东风”-17的外形相对于其他的旋乘体弹道导弹而言,具有不可比拟的高升阻比的气动特性,使得它在自由飞行段和再入段都具有更好的机动性。
“东风”-17虽然是中近程导弹,但凭借着自身高超声速飞行、弹道机动灵活的优势,可轻易突破周边敌对势力部署的反导体系速滑翔导弹,除了主推段的主发动机之外,在弹体上还还会安装额外的用固体火箭发动机或冲压发动机,如俄罗斯“先锋”导弹,就安装有超燃冲压发动机,在与助推段分离之后,冲压发动机在合适的时机开始工作,能将导弹的飞行速度提升至27马赫。不过,冲压发动机需要空气工作,因此“先锋”的弹体上就有一个巨大的进气道,我们在“东风”-17上并没有发现进气道,因此,它很可能采用的是小型固体火箭发动机,以实现二次点火助推,从而使其整个飞行阶段的速度都大大增加,同时增加其机动变轨能力,从而更进一步增强了它的突防能力。