伊朗法塔赫Fattah系列高超音速巡航导弹技术研究

系统技术交流 2024-10-16 11:22:13
Fattah-2 高超音速导弹

Fattah-2 导弹是伊朗开发的最新版本的高超音速导弹。这种导弹由高超音速滑翔飞行器 (HGV) 和高超音速巡航导弹 (HCM) 组合而成,具有独特的功能。Fattah-2 导弹似乎仍在开发中,未来将生产更多版本。

Fattah-2 导弹采用高超音速巡航导弹的配置。首字母缩略词 HCM 代表高超音速巡航导弹,写在其鼻锥上。鼻锥的形状和组合类似于 X-51 高超音速巡航导弹。然而,X-51 导弹使用需要进气口的冲压发动机,而在 Fattah-2 导弹中,进气口和冲压发动机被移除,而是使用液体燃料火箭发动机。这不会影响导弹的性能。

短语“HCM”是指 Fattah-2 机身上的高超音速巡航导弹

设计:Fattah-2 导弹由两部分组成。第一部分是 Fattah 固体燃料助推器,它与最初的版本没有变化。第二部分是滑翔弹头,它与助推器分离,并有一个液体燃料火箭发动机。

Fattah-2 滑翔弹头的整体形状与波音 X-51 导弹非常相似,但不同的是它的进气口被取消了,使用了火箭发动机而不是冲压发动机。

Fattah-2 和 X-51 弹头的相似性

爆炸材料位于弹头的起点,然后是惯性制导和 GPS 系统以及负责引导弹头进入撞击最后阶段的计算机。在制导系统之后,有一个雷管容器(黄色一块),然后是一个液体燃料箱和一个氧化剂罐,最后是一个似乎有能力改变导弹轨迹的火箭发动机。

Fattah-2 弹头的各种组件

在弹头的末端,有四个鳍片,其中两个与弹头底部形成一条线并固定,负责产生升力。其他两个鳍片旨在改变方向,并能够围绕连接到身体的轴旋转。

四个翅片,其中两个是固定的,另外两个翅片能够改变方向

这种导弹的速度在一些来源中被描述为 10 马赫,但目前尚不清楚这种速度能维持多久。但是,可以假设在撞击瞬间速度超过 5 马赫。一些新闻机构报道了该导弹的射程为 1500 至 1800 公里,但射程不太可能与法塔赫-1 导弹的射程有很大不同,小于 1400 公里的射程对于伊朗的作战需求来说似乎不合理。

法塔赫-2 导弹的工作原理:法塔赫-2 导弹的固体燃料助推器将其从太空带到一定高度,然后弹头与其分离并向大气层移动。在这种状态下,导弹将以快速下降的速度飞行,直到到达大气层,然后,像 HGV(高超音速滑翔飞行器)一样,它会在不到 100 公里的高度滑翔到大气层中的地面。考虑到 Fattah-1 中宣布的 Fattah 助推器的高速,在进入大气层时必须超过 15 马赫。因此,由于 Fattah-2 弹头的高升力,它必须花费大量时间在大气层中滑翔并不断降低其高度。

在中期阶段的一部分和弹头的末端,它急剧降低高度,速度也降低。在这个阶段,嵌入弹头中的火箭发动机启动并将弹头的速度稳定在 5 马赫或更高。Fattah-2 弹头在低空花费大量时间,并且由于其发动机,它将像巡航导弹一样在其路径的最后阶段巡航。一个重要的一点是阻力的大小和高速进入大气层的容忍度,因为从空气动力学上讲,弹头不是为这种速度而设计的。

高超音速巡航导弹的传统设计使用助推器来获得初始速度,使用冲压喷气发动机沿其路径进一步移动,并且它们通常是从飞机上发射的。由于燃料短缺,这些发动机有可能在最大航程中将其速度降低到 5 马赫以下。然而,Fattah-2 使用固体燃料弹道导弹助推器在其部分路径上移动,并达到超过 15 马赫的初始速度,这为导弹提供了相当长的长时间速度。然后,在其路径的末端或撞击点附近,它使用发动机来补偿减速并将其速度稳定在 5 马赫。这是一个有趣且非常有创意的想法,伊朗专家已经实施了这个想法。该计划消除了伊斯兰革命卫队航空航天部队 (IRGC) 对重型货车的限制。

与传统的 HGV 版本不同,Fattah-2 弹头更适合在低空飞行。大多数 HGV 的大部分路径都在不到 100 公里和超过 30 公里的高度行驶,那里的空气密度较低。然而,由于其空气动力学形状,Fattah 导弹可以在不到 12 公里的高度飞行,但它似乎试图将自己保持在 12 到 30 公里之间的高度,以体验较少的减速。总体而言,Fattah-2 导弹更像是一种高超音速滑翔飞行器,而不是高超音速巡航导弹。然而,它的性能包括两种类型的高超音速导弹。

可以说,与其他常规高超音速导弹相比,法塔赫-2 导弹的运行是一个完全非常规的定义,而法塔赫-2 导弹在该领域创造了一个新的分类和标准:高超音速巡航滑翔飞行器 (HCGV)。

值得一提的是,不使用冲压喷气发动机的特点并不排除该弹头属于高超音速类别。此外,使用火箭开始飞行并飞向太空并不能阻止中间阶段和最终阶段的巡航飞行。伊朗制造用于远程高超音速武器的冲压喷气发动机的技术尚未达到最终发展。因此,拥有所有可用的组件和大规模生产 Fattah-2 的能力是克服当前技术差距的合适且富有创意的解决方案。显然,这一技术瓶颈也将在不久的将来得到解决。

法塔赫-2 高超音速导弹规格:类型:高超音速滑翔飞行器 (HGV)原产国:伊朗生产商:IRGC 航空航天部队揭幕:2023年 长度:~ 12 米直径:第一部分 80 厘米,第二部分50 厘米 燃料:第一级:固体第二阶段:液体射程:超过 1400 公里速度:~ 5 马赫(最后阶段),~ 15 马赫(第一阶段)重量:3500 至 4100 公斤弹头:~ 500 公斤炸药重量:~ 200 公斤制导:INS 和 GPS 的组合

以色列专家分析了与伊朗开发的新型高超音速导弹相关的数据,得出结论,它对以色列构成了非常现实的威胁,并可能对一些欧洲国家构成威胁。当前版本的导弹射程为 1400 公里,但高级版本的射程可能更大,从而增加了对欧洲的威胁。以色列将需要升级其多层导弹防御系统,以应对来自伊朗高超音速导弹的这一新威胁。

伊朗伊斯兰革命卫队于 2023 年 6 月 6 日展示了法塔赫高超音速弹道导弹。该导弹具有独特的品质,被以色列高级专家归类为高超音速导弹。据以色列高级分析师 Tal Inbar 称,该导弹直径约 1 米,长约 15.3 米。它的起飞重量约为 12 吨,包括近 9 吨推进剂。再入飞行器 (RV) 重 1 吨,弹头重 350 至 450 公斤。

该导弹采用基于惯性导航单元 (INU) 和全球导航卫星系统 (GNSS) 的制导和导航系统,其中包括 GPS 和 GLONASS。评估的圆周误差概率 (CEP) 精度在 10 到 25 米之间,弹头为高爆破片 (HE F)。

该导弹的第一级基于或与 Khaibar Shekan 导弹相同。再入飞行器 (RV) 配备了坚固的火箭发动机,类似于卫星发射器中使用的踢腿发动机,特别是 Arash-24。RV 包括四个转向鳍,用于在助推和再入阶段控制导弹。

在第一阶段,火箭发动机耗尽、助推和 RV 与第一阶段分离。在第二阶段,导弹进入弹道飞行,随后 RV 的维持器在大气层外点火。然后,RV 执行 3D 机动,包括使用四个转向鳍上拉重返大气层。在第三阶段,使用四个鳍进行俯仰机动,根据射程,维持器会继续燃烧,直到以计划的攻角接近目标。

RV 的维持器的燃烧时间很长,从大气层之外开始,一直持续到接近撞击。这种长燃烧火箭发动机可有效减少重力损失,导弹以较小的伽马角飞行。导弹以陡峭的角度接近目标,最大限度地减少尾流,并仅在接近撞击时显示超音速。

以色列高级专家指出,伊朗可能是第一个在高超音速房车中使用火箭发动机的国家,尽管在房车中使用小型火箭发动机在伊朗的设计中并不新鲜。开发这种高超音速远程打击导弹需要一系列的地面和飞行测试,并且在开发阶段可能发生了挫折和失败,尽管尚未公布。

据这位专家称,美国的星载资产可以探测到导弹发射,但无法提供弹着点预测。在整个飞行阶段,包括持续器燃烧,最终的弹着点偏差可能超过数百公里。伊朗的设计在这一阶段纳入了一套 3D 机动,这可能会对西方弹道导弹防御交战战略构成挑战。

在弹道阶段,据评估,“Fattah”导弹将使用凹陷的弹道,由于视线 (LOS) 几何形状,这将限制地面雷达和光电传感器的射程。在上拉机动阶段,当再入飞行器 (RV) 达到大约 15 公里的高度时,大多数不靠近该点的传感器可能会失去对 RV 目标的视线。涉及潜在高 g 机动的下拉机动也可能对跟踪要素构成挑战。

伊朗研发(R&D)社区已经展示了一种真正且独特的高超音速导弹。它不是任何其他设计的复制品或复制品。Inbar 表示,伊朗已经成功地缩小了与东西方导弹界的大部分技术差距。伊朗在这些技术方面是独立的,不依赖朝鲜或俄罗斯等国家的外部支持。

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