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雄三增程型試射:封鎖台海,嚇阻能力再提升?

雄三超音速飛彈需靠側方的拋棄式火箭推進到超音速後,才能讓衝壓引擎發揮作用,持續以超音速巡航。 圖/中科院
雄三超音速飛彈需靠側方的拋棄式火箭推進到超音速後,才能讓衝壓引擎發揮作用,持續以超音速巡航。 圖/中科院

中科院在去年12月26、27日的海(空)實彈射擊單中,劃設了以台東九鵬基地為起點,往東延伸約100公里,在蘭嶼東北海面又轉向往北延伸約300公里,中線全長約400公里的射擊危險要圖。

根據媒體報導,中科院是在12月26日先試射了一枚雄風三型超音速反艦飛彈,又在27日試射一枚增程型雄三飛彈,很可能利用射擊危險區達到了400公里的飛行距離。

中科院公告的實彈射擊報告單顯示,在東部海域劃設的反L形射擊危險區,顯示雄風三型增程型可能從九鵬對東發射後,在蘭嶼東北處轉北飛行,完成總長400公里的航程。 圖/海巡署射擊通報
中科院公告的實彈射擊報告單顯示,在東部海域劃設的反L形射擊危險區,顯示雄風三型增程型可能從九鵬對東發射後,在蘭嶼東北處轉北飛行,完成總長400公里的航程。 圖/海巡署射擊通報

衝壓飛彈的技術原理

雄風三型是一款採用衝壓引擎的超音速飛彈,這種引擎是利用超音速氣流在進氣道減速後,壓力會增加數倍的「衝壓」效應來壓縮空氣,省略了噴射引擎中的金屬製壓縮機。

除了重量減輕外,還因為引擎溫度不受渦輪葉片限制,能達到更高的工作溫度與飛行速度。此外,也因它不需像火箭引擎那樣攜帶氧化劑,燃料槽可以比火箭引擎小,冷戰初期曾被美蘇考慮做為戰略巡弋飛彈的動力。

但是當飛行速度達到3馬赫以上,衝壓引擎的溫度過高,燃油分子一注入燃燒室就會解離,導致飛彈速度難以超過4馬赫,使其突穿能力逐漸落後於速度與航程不斷進步的彈道飛彈。

另外,飛行速度受限,使飛彈要耗費更久的時間才能飛到很遠的距離,代表引擎要以極限高溫運作很長的時間,使材料的耐熱與冷卻能力成為一大挑戰。

雄風三型是一款採用衝壓引擎的超音速飛彈,四進氣道外型沿襲自美國在1970年代發展的ALVRJ飛彈。 圖/聯合報系資料照
雄風三型是一款採用衝壓引擎的超音速飛彈,四進氣道外型沿襲自美國在1970年代發展的ALVRJ飛彈。 圖/聯合報系資料照

因此,在美蘇擁抱洲際彈道飛彈,放棄戰略衝壓飛彈的研發後,衝壓引擎轉往飛行時間較短的戰術對空/對地飛彈發展。

為了降低成本,衝壓引擎通常使用消耗性的耐熱材料來抵擋高溫。反正飛彈只會飛行一次,當耐熱層燒完導致衝壓引擎報廢的時候,飛彈早已抵達目的地。因此在冷戰結束前,各國發展的衝壓飛彈僅能達到100~300公里射程。

在冷戰結束後,技術進步使衝壓飛彈能達到更遠的射程,例如俄羅斯的P-800松果式飛彈能以2.5馬赫飛行450公里射程遠,後來將技術轉移給印度,合作改良成布拉莫斯飛彈。法國也將幻象2000N型搭載的ASMP空射核子飛彈改良為ASMP-A型,射程從300公里延長到500公里。

另外,中共在建政70週年閱兵中,也首度展出長劍-100超音速巡弋飛彈發射車,雖然沒有公開彈體,但從閱兵前意外流出的宣傳影片判斷,也有可能是側方進氣的衝壓飛彈。

射程450公里的印度布拉莫斯飛彈相當巨大,彈長8.4米,彈徑60公分,彈重3噸,約為雄三飛彈的兩倍重。估計雄三飛彈增程版的體型應與其相當。 圖/維基共享
射程450公里的印度布拉莫斯飛彈相當巨大,彈長8.4米,彈徑60公分,彈重3噸,約為雄三飛彈的兩倍重。估計雄三飛彈增程版的體型應與其相當。 圖/維基共享

發展雄三飛彈增程型的意義

然而,在越來越多國家發展出彈道飛彈,甚至朝極音速滑翔飛彈研發之際,發展長程衝壓飛彈是否還有意義?

其實還是有的,因為衝壓飛彈的速度雖然較慢,但飛行高度也比較低,例如P-800飛彈的經濟巡航高度為4萬6千呎,僅比客機高1萬呎左右,而極音速滑翔器則通常在10萬呎以上高度飛行。這使得超音速衝壓飛彈不但較晚被雷達發現,本身也容易以雷達掃描海上船隻與陸地地形,在衛星導航系統遭壓制的環境較有機會維持運作。

另外,衝壓飛彈雖然速度較慢,但可用其他方式提高突穿機率。例如P-800飛彈在接近目標的最後40公里,會俯衝到海面上空,以10公尺高度貼海飛行躲避防空系統的攔截。而歐洲MBDA公司為下一代戰機發展的超音速衝壓飛彈,則採用了部分匿蹤外型,縮短防空雷達的偵測距離。

由於能使用較多導引技術,新一代長程衝壓飛彈多半為對船/對地兩用,例如俄羅斯部署到敘利亞的「堡壘-P」型P-800飛彈車,除了威嚇地中海的西方海軍外,也用來攻擊內陸的伊斯蘭國基地,俄方宣稱其對艦射程為350公里,而對地射程為450公里。

雄三增程型的射程,使其除可封鎖整個台灣海峽外,也能「拒止」解放軍遠洋艦隊從太平洋接近東岸,甚至能對陸地目標進行反制打擊。

只不過,400公里射程僅能攻擊東南沿海的砲兵火箭、短程彈道飛彈、防空陣地……等目標,需將射程延長到600公里以上,才能打擊到對台威脅較大的空軍基地,以及東風-15飛彈車等高威脅目標。

海軍在2016年左營基地開放中展出的雄二飛彈發射車,但拖板長度明顯比飛彈發射箱多出一倍,顯示可能用來裝載長度更長的飛彈,例如:雄三飛彈增程型。 圖/作者自攝
海軍在2016年左營基地開放中展出的雄二飛彈發射車,但拖板長度明顯比飛彈發射箱多出一倍,顯示可能用來裝載長度更長的飛彈,例如:雄三飛彈增程型。 圖/作者自攝

雄三飛彈的展望

另一個延伸衝壓飛彈打擊距離的方式是掛載在飛機下,如同法國的ASMP飛彈與日本的ASM-3。然而這需要減輕飛彈的重量,否則就要用重型飛機掛載(例如中國用轟-6掛載的鷹擊-12反艦飛彈)。但台灣一方面缺乏重型作戰飛機,另方面在減重上也仍有不足。

雄三飛彈的四進氣道外型沿襲自美國在1970年代發展的ALVRJ飛彈,但是像ASMP與ASM-3已用先進的「側滾-轉彎」飛控技術,將進氣道縮減為二,使結構得以減輕,升力反而提升,達到輕量化與長射程的目標。

日本的ASM-3飛彈在發展多年後,已決定改良為ASM-3(改),使射程提升到400公里再服役,以因應威脅國家日益提升的長程防空能力。

中科院的雄三飛彈若要繼續發展下去,也應在長程化、輕量化、匿蹤化三個方向努力衝刺,才能追上世界水平與對手進步的速度。

歐洲MBDA公司發展中的衝壓飛彈,僅有一具彈腹進氣道而減輕重量,並融合了匿蹤外型以增加突穿能力。 圖/取自MBDA
歐洲MBDA公司發展中的衝壓飛彈,僅有一具彈腹進氣道而減輕重量,並融合了匿蹤外型以增加突穿能力。 圖/取自MBDA

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