俄「海燕」核動力巡航導彈形似「戰斧」，射程無限

原標題：俄「海燕」核動力巡航導彈形似「戰斧」，射程無限

遠望智庫特約撰稿 楊軍

越過北美防空的方案

在普京爆款的六種最新武器中，讓人腦洞大開的要數「海燕」新型核動力巡航導彈，俄科學家將一次性核反應堆安裝在艦載或空射巡航導彈上，讓導彈飛行獲得核動力，射程幾近無限，許多專家和研究者對此之前聞所未聞。

吃驚之餘，需要沉默靜思的是，這麼一個大型機動項目俄羅斯如何未露出蛛絲馬跡。更為有趣的是，從武器裝備角度出發，它有何益處，又是如何克服諸多不足：放射性安全、噪音、昂貴等。人們顯然對它的到來還持有很大的疑問。

一、性能簡介

新型核動力巡航導彈「海燕」採用超功率核動力裝置，射程無限，外形大小類似「戰斧」巡航導彈（直徑0.53米，重1400千克）或Х－101（直徑0.74，重2300千克），看似不大，可在中低空飛行，彈體的研究採用隱身技術，敵人難以發現。導彈性能超越世界各國所有現役導彈，可一次攜帶10枚氫彈彈頭，巡航速度超過3馬赫。導彈裝備的核動力裝置釋放指定功率，提供飛行必需推力，擁有幾乎無限續航能力，「還可長時間隨意機動，設置至目標的複雜航線」1，難以預測，可避開防空和反導陣地區域。裝配的小型核反應堆裝置，爆炸時，亦能產生巨大的核輻射。作為氣動目標，導彈本身可不進入反導防禦區，一旦進入敵國領空，很難發現，無法攔截。

新導彈航程幾近無限有許多優點，首先，發射裝置火力部署的縮減，因為新導彈打擊時間沒有限制，所以可從地球的任一點發射，然後飛向任何一個地區；其次，航線可達到最優，使用敵防空防禦陣地的信息，可規劃最佳軌跡，導彈系統的計算可規劃有利軌跡，避免被及時發現；最後，由於速度有限和飛臨時間較長，該導彈不會是最先打擊武器，但由於最佳航線的設置，在打擊中，效果會出奇不意，異常強大。

另外，該款新武器屬於戰略武器，裝備核彈頭，但它也可像其它近級別武器一樣，裝載條約規定的彈藥，讓其退出「臟彈」範疇。而使用非戰略彈藥裝備無限射程的新導彈，讓武器獲得新性能使用，也不會成為最貴重的消耗武器。

二、視頻分析

測試發射的演示中，在靶場上安裝有斜管導向發射裝置，起動發動機轟鳴而響，導彈飛出。離開發射陣地後，出現典型的霧狀雲。導彈急劇爬高加速，進入雲層，隨後又露出天空。導彈在指定高度上飛行，留下隱約可見的煙霧。在計算機動畫中可看見，導彈在低高度沿地形飛行。在飛行射程上，該導彈從新地島靶場發射，經過冰島和格林蘭島，此後南向行進。導彈越過北美東海岸，大西洋中部，通過德雷克海峽進入太平洋，再向北行進命中目標。

通過視頻可發現，為了裝入Х-101導彈大小的彈體中，核動力裝置已達到最小。新巡航導彈的核噴氣發動機安裝在彈體和彈身的側向套筒上，這裡是核動力裝置熱能獲取的空氣噴氣系統，大氣在導彈中通過核裝配器件加熱到高溫，以很高的速度從噴口後面排出。

在畫面上，「海燕」彈體呈延長的雪笳狀，側邊是額外的小型圓筒外殼，弦長短，箭形彈翼，尾部帶平滑腹鰭。導彈穿出發射裝置時，勻稱的表面未突出超過主體結構。此外，可以認定，該導彈不僅只有核動力裝置，發射時的煙霧團表明，使用了固體燃料的起動發動機。可能，在達到所需速度後，它會被拋掉，導彈後繼飛行只靠核噴氣發動機。

三、技術分析

在航空或巡航導彈的研發領域中，曾提出不同的方法使用核能。在大量試驗計劃的結論中，曾選擇了一種最優方案，研製一種特殊的核噴氣發動機，這種方案在上世紀中葉就曾提出，類似空氣噴氣發動機。在傳統發動機的液體燃料燃燒室中，使用核反應堆或與之相關的熱交換器。

這種發動機工作時，空氣通過吸氣裝置與熾熱的反應堆殼體或熱交換器接觸，獲得能量。熱空氣通過管道和噴口填滿，形成所需推力。很早以前，俄羅斯及其它國家就曾提出飛行上使用這種能量裝置，但實踐中沒有一個項目成形。主要問題在於必須對這種指定功率的反應堆做出足夠的生物防護。此外，這種設備對飛行而言非常大，而且很重。

歷史上曾有核衝壓式噴氣發動機：美國帶TORY-II反應堆SLAM導彈、英國Avro Z-59概念及蘇聯的研究審查方案（蘇聯原型РД-0410，代號ГРАУ — 11Б91，稱為「伊爾吉特」及「ИР-100」，蘇聯第一台也是唯一的一台核導彈發動機）。俄羅斯在上世紀60年代，美國自1959年都曾試驗。但有兩點不足：1.它會像核彈一樣，在整個飛行過程中都會弄髒整個軌跡；2.在熱範圍內發出臭味，即便是朝鮮電子管衛星從太空中也能發現。

Avro Z-59導彈概念的現代染視圖，重約20噸

當時，所有研究在60多個進展不一的科科工作中進行（美國比其它國家走的更遠），但最終並沒有獲得可列裝的樣品。原子時代許多的其它研製品，如帶核動力裝置的飛機、火車及導彈也由於同樣原因沒有成功。所有的這些運輸工具方案都有一些優點，核燃料可提供迅猛的高能量，但也有嚴重的不足：昂貴、使用複雜、長期保存的各種要求，最終試驗結果令人不滿意。

對巡航導彈而言，研發載體（潛艇或飛機）更容易，它們可攜帶大量導彈至發射地，比從本國境內發射矇騙的巡航導彈要多（掌握大量的非常複雜）。普通、大量、便宜的武器最終勝過小批量、昂貴和只有個別優點的武器。核巡航導彈隨後未進行地下試驗。60年代帶核動力裝置的巡航導彈概念進入死胡同，原因在於當時一些技術問題。

從核反應堆上說，SLAM和Z-59概念是尺寸和重量很大（拋下發射加速器後20噸）的3馬赫低空飛行導彈。低空超音速消耗可怕，最大時需要使用彈上動力不限的能量源。此外，核空氣噴氣發動機還需提高增速時（熱動力循環、衝壓式噴氣發動機）的工作效率。在1000公里/小時速度下，發動機在尺寸和重量上應更重。早先核動力巡航導彈概念的速度更大，這種概念非常強大，而競爭國使用碳氫化合物燃料淡化這種概念。

組裝TORY-II-A時首次測試反應堆的活性區

這是噴氣發動機的一般示意圖，流線性中央體與外殼呈軸對稱。中央體的形狀可讓入口處空氣通過壓縮激波擠壓空氣（在速度1馬赫或以上啟動工作循環，通過普通燃料的起動加速器達到1馬赫速度）：

－中央體內部是整塊活性區的核熱源；

－中央體與外殼通過12－16片狀散熱器固定，活性區通過導熱管將熱排出到散熱器上，它們位於噴口前擴展區；

－散熱器及中央體材料，如偽合金ВНДС-1，保持結構硬度達3500 К；

－為保險加熱到3250 К，環繞在散熱器周圍的空氣受熱，並冷卻散熱器，熱空氣通過噴口，產生推力；

－為冷卻外殼達到可接受溫度，在其周圍安裝射流泵，可一次性增加推力30－50%。

普京展示的超音速或弱超音速導彈，其核反應堆大小比SLAM導彈上的TORY-II反應堆要小很多，大概是2米，包括石墨中子徑向反射器。

能否將一個反應堆放到0.4－0.6米的直徑中去，從原理上最小的反應堆－Pu 239模型說，這種概念的現成例子是「Kilopower」太空反應堆，它裡面使用了U 235。該反應堆活性區直徑共11厘米，如果使用Pu 239，則活性區還要小1.5－2倍。

再從最小尺寸到真實的核空氣噴氣發動機，其複雜性在於：首先，反應堆要增加反射器的大小，包括在Kilopower BeO擴大兩倍。第二，不能使用Pu 或U模型，在氣流中它們基本一分鐘就燃燒了。這就需要耐熱鉻鎳鐵合金外殼，它能　瞬間氧化達到1000度，或使用其它的鍍瓷鎳合金。在活性區內加入大量的殼體材料可幾倍擴大所需的核能－而活性區內中子無效吞噬會急劇增長。

TORY-II帶核動力裝置的空氣噴氣發動機整個大小

U或Pu金屬外形目前不合適，這些材料本身是非高熔點的（鈈通常在634度下熔化），而且還與金屬外殼相互作用。只能轉用經典的UO2或PuO2形式，這又會在活性區稀釋材料，現在只有氧了。

再說核反應堆的用途，通過它需壓進大量空氣，放出熱，這樣約2/3的空間需是各種「空氣管」。

TORY-II，活性區中釋熱元件是六角UO2裸管，覆有瓷層，裝配在耐熱鉻鎳鐵合金散熱裝置中

結果，活性區最小直徑增加到40－50厘米（鈾），而帶10厘米鈹反射器的反應堆直徑增加到60－70厘米。這種「此類」的粗略推算在MITEE核噴氣發動機方案中得到了證實，它主要用於木星大氣層中的飛行。這完全是紙上方案（如活性區溫度預計在3000K，而鈹壁可承受1200K的力），中子學計算活性區直徑為55.4厘米，而且氫冷卻也可稍稍減小壓送載熱介質通道的大小。

核噴氣發動機MITEE活性區截面及活性區不同幾何方案下可達到的最小重量－括弧內表示釋熱元件長與間隔的比（第一個數字）、釋熱元件數量（第二個數字）、不同結構中反射器部件數量（第三個數字）。鎇242m燃料和液態氫反射器方案也非常有趣。

核噴氣發動機可推入直徑約1米的導彈中，雖然超出所說的0.6－0.74米，但仍值得考慮。

不管如何，核動力裝置功率有幾兆瓦，這通過每秒1016的分解達到。這意味著反應堆將在表面上建立幾萬倫琴射線的輻射區，並且在沿著整個導彈達到幾千倫琴射線。即便是一台幾百千克的扇形防護裝備不能大大降低這種水平，因為伽馬－量子從空中反射繞過防護。在幾小時內這種反應堆制出1021－1022裂變產物原子，活性幾（幾十）pBq，反應停止後在反應堆附近產生幾千倫琴的背景。導彈結構將被激活達1014pBq，儘管同位素主要是β射線，並只對制動倫琴輻射危險。導彈結構表面的背景可在彈體至10米的距離上達到幾十倫琴。

SLAM導彈輻射，所有氣動傳動裝置、控制設備都位於降低輻射的彈體處

所有這些「複雜性」的分析給人一個印象，研製和試驗此類導彈似乎是有可能的。必需要研製出一整套抗輻射的導航和控制設備，並且進行系統性的試驗（輻射、溫度、振動－都需統計）。帶反應堆的飛行試驗任何時候都可能變成放射性的災難，排放出幾百TBq到1個pBq。即便是沒有災難情形也完全可能泄露個別釋熱元件，並排放出放射性核素。因為這些複雜性，美國於1964年放棄了SLAM導彈。

目前，俄羅斯「新地」（諾沃澤梅利斯基）靶場可進行此類試驗，但這與禁止三種介質下核武器試驗的條件精神相違背（禁止的目的在於不允許放射性核素有計劃的污染大氣和海洋）。

氫冷卻太空核導彈發動機是最近空氣核導彈發動機的延續

更為有趣的是，俄羅斯可能在進行此類試驗。而且現在從俄羅斯面臨的安全形勢而言，研發這種帶核動力裝置的巡航導彈對俄羅斯而言是迫切的。傳統上最初由庫爾恰托夫研究所在從事高溫反應堆研製（總體設計及計算），奧布寧物理能量研究所從事燃料和試驗處理，波多利斯克「射線」科研所從事燃料和工藝材料的探索。後來電工科學設計研究院簽署了此類機械的設計合同（如脈衝石墨反應堆及燃氣微濕氣測量器反應堆－РД-0410核導彈活性區原形）。今天，電工科學設計研究院已擁有一個集體設計團隊在完成反應堆（高溫燃氣冷卻РУГК，快速反應堆МБИР、布列斯特）的設計，而物理能量研究和「射線」科研所繼續從事隨機計算和相應工藝的研究。庫爾恰托夫研究所近幾十年也早跨過了核反應堆的理論。

總體上說，研製帶核動力裝置的空氣噴氣發動機巡航導彈已是可以完成的任務，但同時也非常昂貴和複雜，需要大量的機動人力和財力。在很大程度上，這比其它幾個項目（「薩爾馬特」、「匕首」、「狀態－6」、「先鋒」）都要昂貴和複雜。

俄羅斯自2010年研製小型反應堆，基里年科曾在國家杜馬中談到這點。它將安裝在電噴氣發動機的宇航器上，飛向月球和火星，今年將在軌道上試驗。顯然，新巡航導彈和潛艇將使用此類裝置。

普京說，俄國防工業並不僅限於洲際彈道導彈，僅研製出「薩爾馬特」。俄已啟動研製新式非彈道軌跡的武器，此類武器原理上不可能被現代反導系統截獲。俄科學家勇敢大膽的嘗試是這種戰略性武器方案的基礎，一所未透露名稱的科研機構已成功研製了超功率小型核動力裝置。這種裝置可安裝在俄Х-101型或美「戰斧」巡航導彈彈體上，新動力裝置讓這種武器具備了獨有的性能。

釋放高功率的核動力裝置突出特點是燃料的高經濟性，正是這點，新巡航導彈在飛行距離上是現有系統的幾十倍，只是目前這種距離在計算或實際中還未確證。Х-101導彈飛行距離超過5千公里，核動力裝置導彈只會遠超過這一指標。

2017年底在俄中央核試驗場試射成功，驗證了未來新技術。地面試驗和測試發射取得預想結果，這項工作仍可繼續進行，軍工企業可研製新核動力裝置的新概念武器。

四、評述

俄主管武器裝備的副國防部長尤里?鮑利索夫在《紅星報》對該武器做出了評述。他說，目前，研製這種武器的所有科技問題也都解決，研製中都是分階段做完它的主要部分，首先就是它的核動力裝置。

一般潛艇核反應堆達到指定功率需要幾個小時，而這款武器只需幾秒。在這種情況下該裝置的尺寸，實際上是研製出一款完全可接受的尺寸和重量的魚雷，在這方面可以說是破記錄的，也是這款新武器的獨特所在。

從這種觀點出發，俄羅斯曾研製出核動力裝置的巡航導彈，這完全是一種創舉，國外尚無此項工作，俄羅斯首先做到了，這要感謝俄羅斯的核科學家們，他們讓童話變成了現實。去年，俄羅斯進行了系統試驗，確證了研製這種巡航導彈的觀點。首先就是證實可輸出指定功率的核動力裝置的能力。這種裝置首先在固體燃料發動機上啟動，而後起動核裝置，這都需要非常快。可以說，俄羅斯核專家已掌握了瞬間，甚至是幾秒內，打下敵相應武器裝備的動力。

這款導彈的獨特性在於，與超高音速「匕首」相比，它可按指定軌跡飛行，在低空繞過褶皺的地形，很難發現。在接近目標時，它可以發現，而它的機動性也讓這款導彈變得不可抵擋。它可載荷晝夜飛行任何距離，這也是它的另一個獨特性所在。俄羅斯無論如何不想，也不願使用這款武器追蹤目標，也不想說在這方面領先，而只想警告，不要和俄羅斯擺弄這種武器。俄羅斯總是可以找到對應的措施，這也是公布這些最新武器的意義所在3。

五、結語

普京感謝俄國家安全局部門，他們有效掩蓋了這些項目的實施，杜絕了國外政治、經濟及軍事方面的間諜活動，保障了俄科研工作的秘密、順利進行。在用核問題上，他的觀點是：「如果導彈預警系統發現敵核彈頭將打擊俄領土，我們進行戰略核反擊，這是我們的權利。確實，這對人類和世界而言將是場災難，但作為俄羅斯公民、俄羅斯國家元首，請問，俄羅斯都不存在了，我們為何還需要這樣的世界？」

參考文獻

[1] "Простофантастика": ВладимирПутинрассказал о новейшемсупероружииРоссии，РИА Новости，2018-3-1

[2] Herz, Крылатаяракета с ядернойэнергетическойустановкой. Разборполётов, 2018-03-4

ВалерийЛебедев, Физикакрылатойатомнойракеты (обзор) ,2018-03-4

[3]ЮрийБорисов, В обойме – ?Сармат?, ?Кинжал?, ?Авангард?..., 2018-03-13

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！