作者:Evgeniy Pozhidaev
俄罗斯再次关闭了卡普斯京亚尔训练场附近的空域,美国驻乌克兰大使馆再次就美国公民面临的危险发出警告。换句话说,即使使用了“Hazel”,它仍然保持“危险性”。同时,由于没有收到新信息,因此分析现有信息是有意义的。展望未来,一些发现是出乎意料的。
一点历史几乎不值得澄清的是,具有动能作用原理的武器——从石头到炮弹——几乎在整个人类历史上完全盛行。这种情况在烈性炸药发明后发生了变化。
然而,随后高超音速速度变得可用——V-2 的最大速度几乎完全对应于“边界”5 马赫。与此同时,一公斤的能量加速到9.8马赫,已经相当于TNT当量(每公斤4.184兆焦耳)。 TNT 的实际“能量”根据条件的不同而变化很大,平均而言稍高一些。
因此,动能轰击的想法早在 20 世纪 50 年代就已经复活。阻碍实际实施的是早期弹道导弹和潜在轨道武器的精度较低。
到了 20 世纪 80 年代,“先进”洲际导弹的圆偏转潜力已降至不足百米。这已经使得以比恐怖分子炮击城市更有意义的方式使用“普通”(常规)设备成为可能。与此同时,“潘兴-2”获得了受控弹头和30 m的官方CEP,但其问题的代价是为了利用地形而将弹头“制动”在目标上空。引导系统(“TERKOM”)。
与此同时,主流的发展方向是进一步提高精度和高超音速。因此,当使用长飞行时间的标准弹道时,Trident-2 具有足够的精度来摧毁洲际弹道导弹发射井。然而,短距离(沿着平坦轨迹)的“快速”打击,分散性太大。因此,新型海军导弹制导弹头的研制工作几乎与“三叉戟-2”计划正式启动同时开始。
前景是显而易见的。
快速全球打击:从早期测试到黑鹰常规领域的首次实验可以追溯到 20 世纪 90 年代中期。我引用美国国会研究服务处2021年的报告。
“1995 年 8 月,美国空军向花岗岩(?)板发射了一枚洲际弹道导弹,该弹道导弹配备有“尖头”前端(且没有爆炸弹头),其特性类似于钢筋混凝土。”
一年后,有关战略性非核力量的理论开始出现在美国公开文献中。 2003年,“即时全球影响力”(GSU)的概念正式公开。
此外,甚至在此之前,美国人就“激活”了提高弹道导弹精度的话题,这一话题因苏联解体而放缓。
2002 年,五角大楼请求为增强效能(E2)提供资金。作为延长三叉戟 W76 弹头寿命的“适度”计划的一部分,计划将其升级为制导弹头。在削减核武库的背景下,这种让莫斯科陷入不可谈判状态的尝试被认为是不合适的。
然而,这并没有阻止 2005 年 3 月进行的测试。第二次迭代(2006 年)是在“迅速全球打击”计划框架内提出了本质上相同的提议。谈话内容是关于制造带有非核弹头的“传统三叉戟”。 E2 测试中已实现的周向可能偏差为 9 m (30 英尺)。该提案被视为技术风险较低的选择。
要了解重要的细节,可以参考上面引用的国会研究服务报告。
“海军正在考虑为该计划使用两种类型的弹头……其中一种弹头旨在摧毁或摧毁地面目标,例如机场或建筑物,使用装有被称为箭弹的钨棒的弹头,这些钨棒会在目标上塌陷,摧毁面积达 3,000 平方英尺的所有物品。另一种可能能够摧毁坚固的目标,例如地下掩体或防御结构,如果它足够精确,可以非常接近目标进行打击。”
显着的相似之处。无论如何,在 2010 年代,五角大楼放弃了对核“弹道学”进行危险的修改,转而走上了制造专用导弹的道路。到目前为止,美国努力的中间成果是LRHW/黑鹰系统,这是一种中程导弹——潘兴-3的一种。
至于俄罗斯,关于可能对美国事态发展做出对称反应的官方声明可以追溯到2012年。时任战略导弹部队司令谢尔盖·卡拉卡耶夫:
“……战略导弹部队中强大的液体燃料洲际弹道导弹的存在将有可能实现诸如制造具有非核装备且几乎覆盖全球的战略高精度武器等机会,如果美国这样做的话不要放弃制造此类导弹系统的计划。”
这是如何运作的奥列什尼克引发了一系列关于高超音速攻击机如何与目标相互作用的长期争论。与此同时,网上超音速专家对普京提到的“太阳温度”提出了质疑,并提出了一些自己的创意理论。最常见的是:“弹头只会留下一个整齐的洞,几乎没有附带损害。”
与此同时,专门研究高速撞击影响的科学著作数量达到数百篇——它们是在各种背景下进行研究的。让我们尝试从它们中得出结论。
最明显且在许多方面都是关键的:“前锋”在空中和地面的制动强度(以及因此加热和产生冲击波)将在很大程度上取决于其具体参数。这可以让您有目的地达到预期的效果。这样一来,特定弹药就会产生非常广泛的传播。这使得我们只能讨论最一般的原则。
1. 任何在空气中以超音速运动的物体都会产生冲击波。 3 km/s 的 Oreshnik 超过 TNT 爆炸时冲击波速度的一半 - 7.1 km/s(我们谈论的是空气中冲击波的速度,而不是装药爆炸的速度)。在这种情况下,波前的压力与速度的平方成正比。然而,即使有这些保留,奥列什尼克块体运动产生的冲击波也将是非常危险的。
2. 以高超音速运动的物体经历极端高温也是很自然的。弹道导弹的 10 马赫弹头在大气中加热到约 4000 度的温度。在这种情况下,我们谈论的不是“理论”制动温度,而是实际指标,考虑到气流带来的热量等。
从形式上来说,4000 度相当于经典 TNT 爆炸中心的温度(约 3000 度)。然而,在爆炸过程中,我们谈论的是毫秒状态,TNT 的燃烧效果非常有限。热弹头显然更有效。
同时,4000度高于最难熔金属钨的熔点(3422度),并且远高于铁的沸腾/蒸发温度(2861度)。
同样,温度效应将不可避免地加剧冲击波。
3.撞击地面/目标时,制动强度和能量释放增加多个数量级。
4. 能源“转移”效率同样急剧提高。众所周知,与空气中的爆炸相比,水中的爆炸要有效得多。原因是与空气相比,水的密度非常高,压缩性很弱。土壤和建筑材料的特性差异很大。然而,平均而言,在可压缩性相当的情况下,土壤的密度比水大得多。值得注意的是,在爆炸方面,理想(不可压缩)液体中的爆炸模型被使用了很长时间并且相当成功。
因此,传统弹药的掩埋(伪装)爆炸将建筑物变成废墟的效果比地面爆炸要有效许多倍。
例如,第二次世界大战的“地震”炸弹系列——“高脚男孩”、“大满贯”及其美国克隆品就使用了这些功能;另外,作为一个极端的选择,二十吨的战后 Cloudmaker T-12。
对于动能弹头,原则上穿透力问题不是问题。结果,我们得到了经典的“地震”炸弹效果。
5. 在这种情况下,强大的冲击波与不太坚固的目标材料(例如“土壤”)相遇将不可避免地在表面上产生完全“有形”的陨石坑并伴随破坏。不过,我再说一遍,具体参数很大程度上取决于“前锋”。
6.“普通”伪装爆炸也会产生所谓的“吊人舱口效应”,即结构或其一部分简单地塌陷到产生的空腔中。
在高超音速撞击过程中,如果加热充分,也会发生动力爆炸——“撞击器”和目标的物质部分或完全蒸发。以大约 3 公里/秒的速度,它的规模与“陨石”相差甚远,但在某种程度上,它实际上是不可避免的。让我提醒您,即使是混凝土也含有同样的水。
总的来说,这是一种非常令人不快的武器 - 即使我们考虑到它的低脆弱性和极高的保护成本。
联合战略力量——它的用途是什么。让我们来处理应用程序问题。事实上,低于 100 米的 CEP 值已经允许使用常规弹头来攻击“软”战略目标,例如基地的潜艇和机场的战略航空。当然,最好的选择不是地雷或动能“撬棍”,而是传统的“高超音速弹片”。
很容易看出,后者将具有极其令人不愉快的特性组合。一方面,能够“破解”任何标准避难所。另一方面,“烟火”效应会自动导致任何至少具有最低爆炸性的物体爆炸。
反过来,将 COE 降低到几米意味着洲际弹道导弹发射井、控制掩体等变得容易受到常规设备的攻击。
换句话说,为什么美国人需要“快速全球打击”主题的变化这个问题的答案非常简单。首先,主要是对敌方核力量进行同样的解除武装和斩首打击。
这里的前景是显而易见的。首先,不带核装药的受控弹头比受控核弹头便宜。而且,在这种背景下,核导弹的作用只是平时威慑敌人和解除武装后迫使敌人投降的功能。两者都不需要高精度和复杂性。
换句话说,输出的可以是优化的战略武器库。与此同时,解除武装打击的实施最终取决于资源。应该有大量的反力武器,时刻准备着攻击。
最后,非核选择允许人们规避条约对弹头数量的限制(但是,条约正在修订),并且总体上减少了政治复杂性。
对于俄罗斯来说,这些选择毫无用处,因为对对手进行解除武装的打击是不现实的。我们过去没有,甚至没有理论上的机会来迅速击沉美国战略潜艇。然而,从拥有海上霸主地位的美国人的角度来看,情况却截然不同。
……还有“策略”上述并不意味着“动力学”不能用于不太全球化的目的。细微差别在于,远程弹道导弹本身很昂贵,但不是超级昂贵的武器。因此,三叉戟的成本约为 5000 万美元——比 F-35 便宜。当然,在拥有高精度常规装备的版本中,火箭的成本会增加非常明显。
不过,该导弹不需要培训和维持飞行员资格等费用。同时,根据美国会计院的数据,F-35整个生命周期的维护成本可能比购买飞机本身的成本高3.6倍次。换句话说,“先进”导弹是否至少在生命周期成本方面能够赶上战斗机还远未确定。
与此同时,非战略目标的范围比乍一看还要广泛,用损失一架没有飞行员的战斗机来换取是相当合理的。机场已经被提及,就像港口中的任何大型船只一样明显。然而,还有更多违反直觉的选择。
因此,即使在 SVO 启动之前,一枚 155 毫米弹丸的价格就为 2000 美元,换句话说,5 万枚弹丸的价格为 1 亿美元,同时,同一枚 Oreshnik 至少携带 6 个弹头。换句话说,“普通”弹药库被证明是一个完全合适的目标 - 即使在这种情况下没有必要考虑它们可能造成的损害成本。
在“民用”领域,同样的燃料和能源综合体似乎是近乎理想的目标。
此外,如果解除武装打击对俄罗斯来说仍然是一个纯粹的理论,那么相反,在非战略性高超音速方面,美国对他的兴趣要大很多倍。仅仅是因为美国在地球上几乎任何地方都不缺乏空军基地。
唯一的问题是资源——显然(并且合理地),核选择仍将是无可争议的优先事项。