Re: [新聞] 高超音速飛彈被爆「言過其實」

[mikee3216 (白木牛)]

這篇之前別的地方有人討論過，紐時原文就講的不清不楚，自由時報轉過之後更是慘不忍
睹。然後推文被某個人發的低等連結攪亂了，整個歪樓掉（推文不對稱作戰？），所以想
在這邊認真討論一下目前極音速武器的發展、面臨的挑戰與威脅的嚴重性。
一下是依據個人理解與經驗整理，如果有錯誤或是不準確懇請指正。
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目前已知在發展極音速武器的國家包括美國、中國、俄羅斯（還有印度）。
美國從2001 Prompt Global Strike 到2005年X-51成功試飛，到現在的C-HGB與ARRW，一
直在追求相關的技術，但是目前沒有產品服役。有些是有ICBM彈體（Minuteman，如PGS）
加速，有些是空射專用火箭（Pegasus，如X-51）。
俄羅斯是宣稱服役最早的，現在有海面發射/潛射的 SCRAMJET 發動機反艦飛彈 3M22 Zir
con，與空射固體燃料飛彈 Kh-47 Kinzhal，都號稱可以達到馬赫9以上。
印度與俄羅斯在共同發展的 BrahMOS 極音速版本預計幾年後服役。
中國則是有DF-ZF（北約代號WU-14），從2014開始有六次試射，設計上貌似是用東風17的
彈體加上極音速滑翔彈頭。
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先說一下優勢。
這種武器相較於傳統巡弋/反艦飛彈，速度更快（5-10馬赫），難以被現有防空系統攔截
。因為速度很快所以「幾十」秒鐘就可以穿過數百公里的距離進行打擊，守方難以防範。
另一方面，相較於再入大氣層的時候就會達到20馬赫以上的ICBM，極音速武器「理論上」
大部分時間在大氣層內飛行，高度更低、軌道非拋物線，會更難在早期就偵測到，所以不
適用反ICBM的防空手段。
假設一個5馬赫速度飛行的極音速武器，如一般巡弋飛彈在200公里外偵測到，整個防空系
統只有不到三分鐘的時間可以反應。
還有目前有些極音速武器號稱不只可以打定點座標，還可以反艦（如 Zircon），也是與
傳統BM（撇除某架空航母殺手之外）不同的地方。
因此不少國家都對這樣的武器有興趣。
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再來說反面。
首先是速度造成的問題。SR-71在3馬赫飛行的時候，機身溫度會高達攝氏600度，因此必
須用昂貴的鈦金屬復合材料製作。目前太空載具與ICBM再入大氣層時，則因為高溫甚至會
解離氣體分子，造成電磁通訊的「黑障」。以上兩個問題都是極音速武器必須克服的。前
者必須使用昂貴的耐熱金屬，或是笨重的隔熱材質。後者要嘛就打固定座標，要嘛就減速
到可以進行電子通訊。以上都會減弱極音速武器的殺傷力、成本，還有與彈道飛彈相比的
優勢。
再者，目前極音速武器大多用BM甚至ICBM當作加速的工具，讓武器本身提升到RAMJET/SCR
AMJET 可以運作的程度。雖然有更複雜的系統，如 Dual Mode Scramjet 正在發展，但是
現在發射方式還是如傳統彈道飛彈為多，這就抵銷了「發射不如彈道飛彈容易偵測」的優
點。
再來是各方宣稱的「可機動性」是否為真。雖然在飛行過程中極音速武器或許可以做部分
的機動，但是回到SR-71的例子，在8萬英呎高空+3馬赫的情況下，迴轉180度的所需直徑
大約要80NM（148.1KM），可以看出機動
能力是非常有限的。因此極音速武器機動的可能性幾乎可以忽略不計。
最後是戰略與政治考量。目前極音速武器很多宣稱可以搭載傳統與核子彈頭（如 Kinzhal
），又有不少是用ICBM彈體發射，所以從戰略上來說，很難界定他是戰略還是戰術武器，
容易導致衝突升溫甚至擦槍走火的核武器意外。但是如果限制其使用在短程（1000公里內
）與非核武對手（台灣）身上，依然可能是一個威脅。
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綜觀上述優點缺點，極音速武器限制不少，其功能又可以由已經成熟的巡弋飛彈/反艦飛
彈/彈道飛彈組合滿足，整體上的優勢不是特別明顯。
但是為什麼各國還是對它興趣濃厚呢？可能大家寄望於它未來發展可能不需要依賴現有的
ICBM載台，或是可以克服黑障與材料的問題，如果可以解決的話，極音速武器還是非常可
怕的。
即使各國政府真的在此有所突破，很有可能我們要10、20年之後才有機會知道。
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以上是這幾天針對極音速武器閱讀之後的感想整理，還沒有很深入，希望大家多多指正與
討論。我覺得極音速武器雖然問題多多，但是潛力還是很大，值得關注。

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 109.136.166.112 (比利時)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Military/M.1610971668.A.8DC.html
推 emptie      : 天下武功 唯快不破 但黑障問題不像是能繞過的……
→ mmmimi11tw  : 以前面對黑障的導引方式比較可行的有兩種，一種是用
→ mmmimi11tw  : 功率超高而且無線電傳輸的頻率要高過高溫電漿本身頻
→ mmmimi11tw  : 率的導引系統，另外一種是從電漿影響較少的部位透過
→ mmmimi11tw  : 中繼的方式來減少訊號損耗
→ mmmimi11tw  : 黑障不能繞過，只能減少他本身的影響
推 skybug      : 航天飞机和飞船返回舱这种要靠空气阻力减速的形状
→ skybug      : 有黑障合理。但是弹头这种追求尽量减少阻力的形状
→ skybug      : 还有黑障吗？
黑障應該說是程度的問題，不是有或沒有
速度夠快都有可能早成電漿形成
→ mmmimi11tw  : 只要地球還有大氣層存在，物體跟大氣層高速摩擦生熱
→ mmmimi11tw  : 就一定會有黑障效應存在，只是影響大小而已
→ mmmimi11tw  : 直到減到一定的速度之下，跟大氣的摩擦不足以產生足
→ mmmimi11tw  : 夠的電漿阻擋通訊，這時候黑障效應就會消失而且恢復
→ mmmimi11tw  : 通訊
→ kuma660224  : 幾秒鐘就可穿過數百公里的距離打擊？
→ kuma660224  : 你要不要再多想3秒  這可能嗎？
→ kuma660224  : 很多敘述其實”言過其實”的部分
→ kuma660224  : 是
推 ARCHER2234  : 10倍音速是3400m/s歐，揪咪
這個部分算是我用詞不清吧，修正成「幾十秒」或許比較好一點
以5馬赫來說，飛行100km 約需要一分鐘時間
若俄羅斯宣稱的8-10馬赫為真，那只要30秒
對防空系統會是很大的挑戰
→ kuma660224  : 且在大氣層內飛近10馬赫是無法導引的
→ kuma660224  : 因為沒雷達罩能扛住那個超高溫
→ kuma660224  : 速度要先明顯降下來再冷卻一下
→ kuma660224  : 不如大概得用慣導+大顆核彈頭彌補誤差
→ kuma660224  : 閃黑障也其實不難  就降高度減速...
→ kuma660224  : 避開某段超高速+高高度的窗口
推 miname      : 同樣三倍音速的mig-25就只用了便宜不鏽鋼
→ kuma660224  : 無法攔截那段完全是錯的  只是沒升級
→ kuma660224  : 的防空系統會很難攔到而已
我從頭到尾沒有說「無法攔截」喔
只是更高的速度會導致反應時間縮短，更難攔截
尤其我國海軍目前防空系統依然仰賴傳統旋轉式雷達與Mk26發射器
接戰能力如何需要仔細檢視
是說每次看 kuma 大長篇推文都可以學到不少，是不是考慮發個文一次整理出來以正視聽
推 t72312      : 降低可攔截的次數
→ kuma660224  : 至於幾秒飛幾百公里 你需要不是極音速
→ kuma660224  : 而是科幻曲速引擎
→ t72312      : 當然有把握ㄧ發入魂是沒差
推 IMGOODYES   : 等等，MiG-25用的不鏽鋼可不是普通貨色，而是蘇聯專
→ IMGOODYES   : 門研製的
→ t72312      : 增加攔截成本
→ kuma660224  : 幹嘛管Mig25  它又不是極音速載具
→ kuma660224  : 而且它極速是2.85馬赫 不是3馬赫
→ kuma660224  : 緊急時可超過但會縮缸掛掉...
→ kuma660224  : 即使它局部用到鈦合金來抗高熱
→ kuma660224  : 超過規格上限還是扛不住
→ mmmimi11tw  : 那種鎳基不鏽鋼其實不便宜就是了
推 t72312      : 火鳥爆菊功
→ mmmimi11tw  : 而且米格25能夠短時間極速暴衝的做法，
→ mmmimi11tw  : 是在進氣口到渦輪壓縮機之間有一個噴水裝置，裡面是
→ mmmimi11tw  : 酒精跟水的混合液，可以用來大幅降溫同時讓引擎溫度
→ mmmimi11tw  : 再次提升增加推力
→ mmmimi11tw  : http://i.imgur.com/XsD2hj0.jpg
→ mmmimi11tw  : 所以飛機極速能衝多久取決於帶多少酒精水溶液
→ mmmimi11tw  : 這原理後來就應用在現代汽車的水噴射冷卻系統上面
推 kira925     : 這招其實是二戰就有了拉XD
→ mmmimi11tw  : 阿對 Ta 152H
不要歪樓啦 XD
我特地又開一篇想認真討論極音速武器，你們在那邊火鳥爆菊 XD
推 Archerfish  : 回轉半徑那邊換算錯誤，80nm只相當於148km啦
額你說對了，我修一下
※ 編輯: mikee3216 (109.136.166.112 比利時), 01/19/2021 00:02:29
※ 編輯: mikee3216 (109.136.166.112 比利時), 01/19/2021 00:03:41
→ mmmimi11tw  : 那些號稱可以變軌的載具實際上是在重返階段才會開始
→ mmmimi11tw  : 變，但中段一樣還是傳統彈道飛行，實際上還是可以被
→ mmmimi11tw  : 標準三之類的中段攔截器摸下來
所以說現在的 boost glide 類似彈道飛彈的 RV 修正型
其實對現有防空系統威脅不是那麼大
但是假設可以達成（不知道現在發展到哪裡的）全大氣層內極音速
才會是最大的威脅，因為末端才會偵測到
不過我想不透的是，理論上像X-51或是Kinzhal這種空射+火箭助推的形式
是不是已經達到類似巡弋飛彈的發射方式，不受傳統ICBM發射的限制？
不過不知道這兩種載具發射高度要求是什麼就是了
※ 編輯: mikee3216 (109.136.166.112 比利時), 01/19/2021 00:19:00
→ mmmimi11tw  : 末端攔截的話那些是THAAD甚至愛國者的事情
→ mmmimi11tw  : 對阿那些東西實際上就是極音速巡弋飛彈的研究機
→ mmmimi11tw  : X51的話Scramjet操作高度大約在7萬英尺以上
→ mmmimi11tw  : 所以飛機要先把他帶到空中，然後第一節火箭啟動後會
→ mmmimi11tw  : 拉高加速，達到操作高度之後才點燃引擎
推 patrickleeee: 你一顆不載核彈 能造成多少傷害? 相當於用ICBM去投
→ patrickleeee: 傳統彈藥 根本浪費錢 拿來反艦就更好笑 因為能被你
→ patrickleeee: 反艦的國家大多有核武 或是說需要被這樣反艦的國家
→ patrickleeee: 拿容易被誤認為核武的東西去打有核武的國家 根本自
→ patrickleeee: 爆 威嚇成分居多
→ patrickleeee: 這種東西用了 就算給你第一擊成功 也導致世界RESET
→ patrickleeee: 人家能報復的東西太多了 你玩不過人家
所以我覺得俄羅斯在發展的反艦型Zircon滿有趣的
目前我看不到他有核彈頭的選項，從範例圖看起來加力段也沒有到ICBM大小
這樣的「極音速巡弋飛彈」概念可以繞過上述的問題，或許適合打擊高價值目標(ex.航母)
當然通訊黑障、材料與價格問題依然存在，但是可用性就比DF-17這一類高了很多
但是這顆飛彈細節很少，我連加力段到底用什麼都查不到，感覺很高成分是普丁大內宣
至於說「反艦的國家大多有核武」這句話我不認同
台日韓、希土、巴西、阿根廷、澳洲、新加坡...有可畏傳統海軍力量而無核武的國家很多
這樣的武器依然可以變成大國欺負中型國家(ex.美伊戰爭一類的衝突)的手段
推 joyca       : 能夠核報復，但無法相互毀滅性打擊，這就是老共使
→ joyca       : 用核武的極限
推 maniac0630  : 黑鳥轉彎半徑我記得是引擎的關係，轉彎過急會導致
→ maniac0630  : 引擎氣喘甚至熄火，然後因為兩座引擎離中線軸距遠，
→ maniac0630  : 正常的引擎會讓飛機似戰鬥陀螺旋轉，駕駛員頭跟艙罩
→ maniac0630  : 親密接觸數次至暈眩失能，一切只在短短幾秒內完成
→ mmmimi11tw  : 速度跟引擎都有關係
→ mmmimi11tw  : 雖然引擎自動控制系統會在很短的時間重新點火，但這
→ mmmimi11tw  : 時間產生的震動足以讓駕駛撞來撞去
關於這個我看到的是因為高度的關係
黑鳥極速3馬赫是在70,000~80,000的高空達成的，這裡空氣過於稀薄
飛機本身的翼面以直線加速為主的設計又不適合高度機動，所以迴轉半徑才這麼大
目前看起來大多數極音速武器也是在高空飛行，所以應該也會遇到相同的問題
推 Yanrei      : 感謝分享
※ 編輯: mikee3216 (109.136.166.112 比利時), 01/20/2021 21:10:02
→ patrickleeee: 那些國家的艦隊 沒到反艦飛彈打不下來的地步