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布拉莫斯导弹分析

申明: 由于多方原因,本公众号的后续工作将由编辑小C来打理,原编辑小Z不再参与!2021,我们将继续前行!

(印地语:ब्रह्मोस,俄语:Брамос)是一种隐形超音速巡航导弹,由印度与俄罗斯联合开发,经过十多年的研究开发与改型发展,在基本型布拉莫斯超声速舰舰导弹的基础上,发展形成了涵盖舰载、机载、潜射及岸基等型号,具备能够打击水面和陆上目标的国际领先系列的超声速巡航导弹武器系统。

图1. 布拉莫斯生产车间

1、发展历程

布拉莫斯()以布拉马普特拉河( River)和莫斯科河( River)两条河的名字命名,这两条河流是印度和俄罗斯的重要河流,恰好对应布拉莫斯导弹项目上的印俄合作之意。

图2. 布拉莫斯导弹溯源

布拉莫斯导弹项目向上追溯,可以到1983年印度国防研究与发展组织(DRDO)开展的综合导弹项目。早在1983年,就发起了综合导弹发展项目,这个项目计划通过发展中程和近程导弹满足其自身需求。此前印度导弹依赖外国进口,综合导弹项目是印度导弹国产化的奠基石,不过由于印度基础工业薄弱,技术能力不足,印度自产导弹的意图严重受挫。20世纪90年代海湾战争后,印度意识到需要装备一型巡航导弹武器系统,原项目就此中断,开始了发展巡航导弹。1998年2月12日,印度前总统阿卜杜拉·卡拉姆与俄罗斯国防部第一副部长在莫斯科签署了政府间谅解备忘录,由印度国防部研究与发展局与俄罗斯导弹生产和设计商联合体在印度联合组建布拉莫斯航空航天合资公司,决定在俄罗斯“宝石”(SS-N-26)反舰导弹出口型的基础上,联合研制代号为P-J10的布拉莫斯超声速巡航导弹。布拉莫斯航空航天合资公司由印度20家军工企业和俄罗斯10家军工企业组成,印度总统 卡拉姆直接参与领导,于1998年积极展开 “布拉莫斯”超音速巡航导弹的研制开发工作,导弹组装在印度哈伊塔拉邦进行。

图3. 俄罗斯的 “宝石”(SS-N-26)反舰导弹

最初,俄罗斯提供了布拉莫斯导弹的65%的组件和模块,包括冲压发动机和雷达导引头。经过印度十多年不懈的努力,目前,该导弹65%组件和模块是在印度制造的,而且印度计划用本土研制寻的器和助推器替换将其提高至85%。

图4. 主要参与布拉莫斯导弹研制的俄印企业和公司

图5. 参与布拉莫斯导弹研制的印度相关企业

1999年开始基本型舰舰导弹的设计,2001年6月12日首次试射成功,2004年舰舰导弹开始批量生产,并于2007年正式装备海军部队。在基本型舰舰导弹的基础上,从2001年开始,同时改型发展了舰载、机载、潜射和岸基等相关型号的研制。

图6. 布拉莫斯导弹的首次发射照片

布拉莫斯总部大楼位于新德里,由设计中心和航空航天知识中心组成。复杂的集成位于海得拉巴,生产中心位于特里凡得琅,此外,在拉贾斯坦邦的正在建立另一条装配线。

图7. 空射版首个弹体组件交付仪式

图8. 布拉莫斯超声速巡航导弹家族

目前,所有型号均完成了研制工作,岸基对陆攻击型已于2007年装备至印度陆军,潜射型于2013年完成了试射,机载型于2012年开始研制,2019年服役。

图9. 布拉莫斯的舰载型

图10. 布拉莫斯的岸基型

图11. 布拉莫斯的机载型

图12. 布拉莫斯的机载型

目前,导弹的“高音速”版本“布拉莫斯II”也在研发中,速度为7-8马赫,以提高空中速度打击能力。

图13. 布拉莫斯II

此外,印度陆军、海军和空军已经达成一致,明确三军共同投资和采购的下一代“布拉莫斯”导弹的要求。布拉莫斯-NG(也称布拉莫斯-M)是基于现有的微型版本,将具有相同的290公里航程和3.5马赫的速度,但重量约为1.5吨,长度为5米,直径为50厘米,该系统预计将在2024年投入使用。

图14. 布拉莫斯-NG

图15. 布拉莫斯与布拉莫斯-NG对比

图16. 2019年航展上挂载 NG的LCA战斗机

表1“布拉莫斯”导弹各型号发展进程

型号

研制时间

装备部署情况

舰射型

(垂直发射和倾斜发射)

1998 年开始研制

2004 年全面投产

2008 年首次舰艇垂直发射成功

2010 年舰艇改进型成功进行垂直发射试验

2007 年服役,已装备拉杰普特级驱逐舰、塔尔瓦尔级护卫舰、什瓦里克级护卫舰、加尔各答级驱逐舰、维沙卡帕特南级驱逐舰和尼尔吉里级护卫舰等

潜射型

2007 年开始改型

2010 年完成研制工作

2013 年3 月20 日进行了首次水下发射

陆射型

2001 年开始研制

2004 年进行首次发射试验

2009 年完成 的发射试验

2010 年进行 的发射试验

2007 年服役,已部署861 导弹团、881 导弹团、1889 导弹团

空射型

2005 年开始研制

2010 年完成工程研制

2013 年底开展相关飞行试射

2016 年进行导弹的实弹空中发射试验

2019 年服役,已部署坦贾武尔AFS 、第222 中队(虎鲨)

高超声速型号

( 布拉莫斯-2)

计划2022 年开始研发工作

计划2024 年完成样弹制造

布拉莫斯-NG

2013 年被披露

计划2022 年进行首次试射

预计2024 年服役

2、导弹组成

布拉莫斯导弹外形非常像苏联当年研制的米格-21战斗机,该导弹的气动外形和米格-21战斗机相同,都采用了头椎进气的设计,这种设计可以确保导弹具备最优的进气效率,有利于超音速飞行。

图17. 布拉莫斯导弹

布拉莫斯导弹组成如下图所示。主要包括整流罩、寻的器、控制系统、弹头、燃料、执行器、冲压式主发动机和带有鳍的助推器等部分。

图18. 布拉莫斯导弹组成

图19. 布拉莫斯导弹各子系统图

2.1整流罩

布拉莫斯的整流罩由航空航天公司生产,该公司主导了布拉莫斯的生产,包括导弹的弹身、弹翼和鳍片等7000个零件由该公司生产,占导弹的70%。此外,该公司目前正在开发一种固体推进剂发动机,可向布拉莫斯提供初始推力,将其加速至2马赫以允许推进冲压发动机点燃。

图20. 布拉莫斯的整流罩

布拉莫斯发射以后,整流罩会脱落,露出进气口如下图所示。

图21. 去掉整流罩的布拉莫斯导弹

图22. 导弹发射过程中整流罩脱落的瞬间

2.2寻的器

布拉莫斯的采用复合制导方式,巡航段采用惯性制导+GPS和其他卫星导航的制导方式,末段采用主/被动雷达导引头。导弹在飞行末段下降到10米左右的高度贴近海平面并作蛇形机动弹道飞行,以躲避敌方拦截,具有“发射后不管”的能力,以此来捕捉、跟踪目标。导弹在飞行阶段全程为超音速,末端最大速度可达2.8马赫。

图23. 布拉莫斯导弹寻的器

布拉莫斯的寻的器由俄罗斯中央研究院和俄罗斯军工联合体的其他企业共同研制,采用单脉冲体制,其主要特点为采用基于薄膜和厚膜技术的微波微电子学、采用现代微处理器技术和微型计算机、采用高效的电源系统,同时通过低功耗和低制造劳动强度获得高度集成。

寻的器为双通道主/被动雷达,在主动模式下工作时,无论是在搜索模式下还是在目标跟踪模式下,它都发射相移键控的复杂宽带相干信号。

寻的器通过频率/时间参数的重组,对各种类型的有源干扰具有较高的抗扰性,同时也能适应箔条云和角反射器等无源干扰环境。

寻的器包括天线、发射机、接收机、信息处理设备,并且内置自检功能。

图24. 寻的器组成

图25. 布拉莫斯导弹的远程控制和监视系统

在活动模式下,寻的器对目标的探测范围为50公里,对于“巡洋舰”类的目标,探测范围为75-77 km,探测扇区为±45度,主要性能参数如下表。

主动模式下的目标探测范围

不少于50公里

最大目标搜索角度

±45°

从接通电源到准备工作的时间

不超过2分钟

电路消耗电流27V

不大于38A

重量

85公斤

主动模式下的目标探测范围

不少于50公里

“布拉莫斯”导弹几乎全部技术都靠俄罗斯转让,并且有一些关键技术,比如导弹的寻的技术,俄罗斯并不愿意转让,对其讳莫如深,因此布拉莫斯一直采用俄罗斯制造的导引头。印度为了掌握该项核心技术,也进行了国产的雷达导引头的研制,尽管如此,到现在为止已经研发和生产了超过20年,印度仍然没搞定导引头技术。

图26. 布拉莫斯寻的器对比(俄罗斯版和印度Data 公司设计版本)

图27. 印度Data 公司设计的成像导引头

据印度媒体报道,印度自行研发“布拉莫斯”导引头的工作从2009年就开始了,但是受到俄罗斯方面的强烈反对。因为俄方企业一直在生产“布拉莫斯”导弹的导引头和冲压发动机,如果被印度人取代了导引头,俄方的生意就要减少大约一半。

根据布拉莫斯公司的介绍,目前正在研发的导引头是射频寻的(RF ),在2018年3月进行了首次发射测试。这款导引头是由布拉莫斯公司与国防研究与发展实验室(DRDL)合作设计的,并由印度电子有限公司(ECIL)制造。

图28. 印度企业Data 的宣传图片

与俄罗斯合资了20年才发展到这种地步,充分说明了印度的军用电子工业的水平。实际上,由于受到西方的限制少,印度购买西方制造的军用电子元器件要比俄罗斯容易得多。从理论上来讲,印度使用从西方进口的电子元器件制造出比俄罗斯更高级的雷达导引头是比较容易的。但是,雷达的关键技术并不只有硬件,更重要还有算法软件。俄罗斯在雷达算法方面积累深厚,而且技术密不外传,印度的雷达导引头能做到多高的水平,还不得而知。

图29. 印度企业Data 成像雷达导引头测试图片

图30. 印度企业Data 成像雷达导引头原理框图

图31. 印度企业Data 为布拉莫斯研制的成像导引头指标

图32. 2019年航展上的布拉莫斯导引头

2.3发动机

布拉莫斯导弹的发动机作为该导弹的关键核心技术之一,一直是俄罗斯提供,该发动机由NPO“Iskra”(彼尔姆)首席设计师开发。

布拉莫斯导弹使用两级发动机,第一级发动机为使用固体燃料的助推火箭发动机,第二级发动机为使用液体燃料的冲压发动机,第一级火箭发动机提供初始加速,冲压发动机负责超音速巡航,最大飞行速度可达3马赫,巡航高度为14000米,末段可下降至10-15米高度紧贴地面/海平面低空飞行躲避拦截。

图33. 布拉莫斯导弹的发动机

图34. 研发中的导弹发动机

图35. 布拉莫斯发动机的进气口

图36. 航展中的布拉莫斯发动机

布拉莫斯导弹发动机的参数如下表所示,

2.4其他

图37. 2015年印度国际航空展上的弹身F2

图38. 2015年印度国际航空展上的弹身F3

图39. 2015年印度国际航空展上的弹身

图40. 布拉莫斯弹身的内部

图41. 在印度组装导弹

图42. 在印度组装导弹

3、技术特点3.1主要性能指标

布拉莫斯超声速巡航导弹,具有超声速和多弹道的性能特点,其突防能力和抗干扰能力均达到当前世界领先水平。

图43. 布拉莫斯攻击弹道示意图

图44. 布拉莫斯的的主要参数

基本型舰舰导弹性能如下:

1)射程:高空弹道为290km,低空弹道为120km;

2)质量:;

3)巡航马赫数:2.5~3;

4)动力装置:固体火箭助推器+液体冲压发动机;

5)弹长:8.4m(储运发射箱9m);

6)弹径:0.67m;

7)制导系统:惯导+主动雷达导引头+卫星定位;

8)战斗部系统:150kg半穿甲高爆型+延时触发引信。

由于发射平台和攻击目标类型的不同,其它型号类别的导弹在基本型的基础上作了相应的改进。

3.2主要技术特点

图45. 布拉莫斯导弹的作战流程

从各种资料报道的性能看,该系列导弹主要有以下几个特点:

一是隐身性能好,弹体采用梭镖式气动布局,弹身表层涂有印度自行研制生产的雷达吸波涂料,能够最大程度地降低被敌方对空雷达搜索发现的概率;

二是制导精度高,导弹综合采用惯导+主动雷达+卫星导航的制导方式,直接采用了俄罗斯KH-555和KH-101远程战略巡航导弹所采用的成熟卫星导航系统,2013年,该导弹还将全球定位系统-格洛纳斯组合定位技术添加到现有的多普勒惯性平台,进一步提高了导弹的远程制导精度;

三是飞行速度快,动力系统采用固体火箭助推器+液体冲压喷气发动机的组合模式,主发动机为印度HAL公司自行研制的新式小型整体式冲压喷气发动机,以马赫数3的速度飞行,最大射程可达290km;

四是机动能力强,反舰导弹具备高低两种弹道、末端掠海飞行和末端蛇型机动的能力,导弹在飞行末段下降到10 m 左右,贴近海平面并作蛇形机动弹道飞行,以躲避敌方反导武器拦截,对陆攻击巡航导弹具备大角度俯冲攻击能力,适应于山区环境下的作战。

总而言之,该系列导弹性能优越,达到了当前世界的领先水平。

4、综合作战系统组成和使用

作为三军通用的导弹,布拉莫斯导弹可以从不同的平台发射,中段通过惯性导航系统(INS)进行的制导,末段则通过主/被动寻的导引头进行制导。为了突破美国对全球定位系统(GPS)的限制,中段制导增加了俄罗斯的替代方案。

图46. 布拉莫斯攻击制导图

布拉莫斯超声速巡航导弹武器系统可以装载在各型水面舰艇、潜艇、飞机、地面车辆和地下发射井等平台,该导弹武器系统型号全、装载平台广泛,在战时可对海上、陆地目标实施立体打击,有效地实现了印度关于该型号建设的战略意图。

4.1 陆基

布拉莫斯陆基武器综合系统包括由移动指挥所(MCP)和四到六个移动自主发射器(MAL)组成。MAL为一款具有自主通信、电源和火控系统的自动驾驶汽车,每个MAL上部署了三枚布拉莫斯导弹,这些导弹可以同时攻击三个不同的目标,也可以多种其他组合形式发射。陆基版本还配备了惯性导航系统和全球定位系统。

图47. 布拉莫斯陆基武器综合系统组成

移动自主发射器(MAL)是一种先进的陆基武器综合体,它包括装在容器中的三枚待发射的导弹、最现代的通信手段、用于目标信息的雷达接收器以及用于协调发射的超先进火控系统。

图48. 移动自主发射器(MAL)

MAL搭载基于全地形高机动性TATRA车,导弹可以在接到命令后的四分钟之内以2到3秒的单发或齐射方式发射,这取决于指挥官的输入,它可以向单个或三个不同目标攻击。

容器保持罐的热调节并确保其与发射梁的界面。在运输时,这些容器被水平放置。通过高压液压系统的操作,将滤罐置于垂直位置。

MAL还包括一个40 kVA柴油发电机,用于供电。此外,车辆上还安装了具有15分钟备用电池的单相UPS。

发射器还具有各种通信设备,每个通信设备都在不同的频带中运行。发射器控制系统(LCS)与火控系统(FCS)和通信系统协同工作。MAL具有完全受保护的设备机舱,在发生核生物化学(NBC)攻击的情况下可以进行操作。它还具有集装箱电源系统。

多个个MAL编成一组,由移动指挥所(MCP)控制。MCP向每个MAL提供遥测和目标数据以及指令,以使用特定目标或单个目标。指挥所协助将MAL整合到以网络为中心的战场区域。它配备了所有现代类型的通信系统。

图49. 移动指挥所(MCP)

布拉莫斯对陆攻击的态势图如下,

图50. 布拉莫斯对陆攻击的态势图

图51. 布拉莫斯海防作战态势图

4.2 舰载

布拉莫斯作为先进的超音速巡航导弹,能够击中超视距的海基目标。精确定位的导弹可以发射到距目标290公里处。它可以根据船型或用户要求以倾斜或垂直配置发射,可以被装备于航母、护卫舰、护卫舰、近海巡逻船和任何其他类型的船上。

从2005年开始,印度海军开始在其所有前线战舰上引入布拉莫斯导弹系统的第一版。

图52. 装有布拉莫斯的驱逐舰

舰载武器系统的特色:

4.3 机载

2017年11月22日,布拉莫斯导弹在印度空军(IAF)战斗机-30MKI首次成功对孟加拉湾的一个海基目标进行飞行测试。导弹从Su-30机身上发射,导弹的两级发动机点火并直线推进,朝孟加拉湾海上的预定目标推进。

目前印度海军和陆军装备的舰载、岸基型布拉莫斯导弹在发射方式设计上是基本相同的,都是从储运发射箱中发射,但空射型布拉莫斯导弹在设计上需要根据发射平台做一些改动,比如减轻导弹质量并增加尾翼以提高发射时的稳定性。首先,为满足机载导弹的适装性,将导弹质量从降低到了。同时,为了能在苏-30MKI战斗机上挂载4枚重达2.5t的布拉莫斯导弹,其需要提高导弹挂架及总体结构的强度,同时减少战斗机本身其它载荷的质量。机载型布拉莫斯导弹即将在印度空军苏-30MKI 战斗机上进行试射,据报道,机载改进型的相关工作已经完成,苏霍伊设计局、印度航空局和印度空军共同开始了相关改进工作,改进后的布拉莫斯导弹当前已经达到更高的水平。

图53. 机载布拉莫斯发射图片

图54. 机载布拉莫斯的攻击示意图

4.3 潜艇载

潜艇载布拉莫斯导弹采用战斧巡航导弹座舱式垂直发射系统,具备从水下40~50m 深度发射的能力,通过在潜艇耐压壳前加装12 具战斧发射座舱来实现导弹在潜艇的装载。每个座舱都是一个钢质的耐压圆筒,它具有支持、保护和抛射导弹的功能,可发射常规对地攻击型、反舰型和核对地攻击型三种导弹。

图55. 潜艇载布拉莫斯导弹

整个发射装置由发射管、前盖、后盖、垂直支撑装置、侧向支撑垫、发射密封装置和气体发生器等部分组成。导弹储运发射箱平时安装在座舱式的垂直发射装置上,发射时,用固体推进剂气体发生器产生高压气体将导弹抛出,导弹在水下运动时,通过弹体燃烧室前部盖帽阻止海水进入导弹进气道,当导弹出水后,传感器给出导弹出水指令,控制打开燃烧室前盖帽,助推器点火,导弹进入预定飞行弹道并控制飞向目标。

图56. 潜艇载布拉莫斯导弹发射图片

5、结语

据称,“布拉莫斯”超声速巡航导弹具备装备核战斗部的可能性,在战争中可能会起到核遏制的作用。印度海军装备“布拉莫斯”导弹后将扩大其在印度洋阿拉伯海域的优势,而印度空军也声称,“布拉莫斯”空射型导弹的装备将为其带来“扭转战局”的作战优势。

印军方曾公开称,要在边界附近增加部署可遂行远程精确打击任务的“布拉莫斯”blockⅡ型超声速巡航导弹,并暗示这种导弹的威力超过邻国的同类武器。如果在亚太地区部署,从威胁角度来说,空射型的威胁较大,原因是Su-30飞机的作战半径可以达到1500km以上,如果装备了“布拉莫斯”导弹,则可能对于一部分地区构成对地攻击的能力。从陆射型来看,其射程毕竟有限,即使能打到300km,也只能攻击一些战役战术目标,威胁并不算大。随着新型布拉莫斯导弹的研制和试射,其射程将达到800km,这给印度相邻国家的安全构成严重威胁。

图57 布拉莫斯的部署和攻击覆盖范围

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