2022年5月,美国海军退役指挥官Alan D. Zimm在美国海军研究所Proceedings刊物上发表了一篇名为Antiship Missile Lessons from Sinking of the Moskva的文章。该文结合今年4月乌克兰海王星反舰导弹“击沉”俄罗斯莫斯科号巡洋舰的事件,就反舰导弹的未来设计发展方向进行了讨论。
关于莫斯科号沉没的真实原因,目前还没有形成统一定论。乌克兰方面声称是他们发射的两枚海王星反舰导弹击中舰船所致,而俄方则声称是因为莫斯科号自身失火导致的爆炸所致。
目前,我们暂无更多证据对莫斯科号沉没的真实原因作进一步核实与澄清。本文中,我们假设作者认为的事实(即乌克兰方面的说法)是成立的,在这一基本前提下,梳理了该作者的主要观点与论述,并对其观点进行了评述,以供读者参考。
图1. 俄罗斯海军的莫斯科号巡洋舰
2022年4月14日,乌克兰的导弹击沉了俄罗斯海军的莫斯科号巡洋舰,这应该重新引起关于反舰导弹设计权衡的讨论。
莫斯科号巡洋舰被两枚装有330磅(约150千克)战斗部的海王星反舰导弹击中。照片显示,她的前部上层建筑发生了严重的火灾,并且遭受了来自弹舱或自身携带的一枚大型导弹的二次爆炸。几小时后,她在被拖曳时沉没。
1.问题的提出——毁伤估算的经验模型还有效吗?
根据经验模型,要使一艘舰船失效,所需的千磅级高爆炸药的炸弹数量,大约等于这艘舰船吨位的千分之一的立方根。
采用该模型进行粗略估算,要使1.2万吨位的莫斯科号停止行动,至少需要5枚海王星导弹,而不是2枚。但事实表明,击中舰船的反舰导弹数量明显少于该经验法则所预测的数量。
俄罗斯的反舰巡航导弹通常携带很大的战斗部(有的甚至重达一吨),旨在摧毁巨大的航空母舰。许多美国海军军官看到了这一点,也倾向于使用大型战斗部,大约500磅或更大,尽管打击的目标可能是巡洋舰和更小的舰船。但是,增加战斗部重量的回报是递减的,因为战斗部的有效爆破面积与战斗部重量的立方根呈正比。
那么,为了对付巡洋舰以及更小的舰艇,反舰导弹是否需要大型战斗部?
图2. 试验中的海王星反舰导弹
2. 为什么经验模型是错误的?
除了刚刚过去的俄乌冲突中莫斯科号巡洋舰被击沉这个例子,1982年爆发的英阿马岛海战中,阿根廷就是采用较小战斗部的飞鱼导弹(战斗部质量约165千克),命中了大型谢菲尔德号驱逐舰(4000吨级)、使之失效并沉没(共发射2枚,命中1枚)。在谢菲尔德号案例中,飞鱼导弹的残余燃料引发火灾,火势蔓延并点燃了发动机的油箱,导致大火进一步扩散,最终导致该舰沉没。
图3. 法国研制的AM39空射型飞鱼反舰导弹
就莫斯科号而言,从照片和媒体报道中可以看出,前部上层建筑发生了严重的火灾,据说引起了弹药库的爆炸,或者点燃了大型舰舰导弹发射箱或舰空导弹弹舱中的一种或多种武器。
因此,前面提到的经验模型是错误的,原因有二。首先,经验模型只考虑了战斗部爆炸造成的瞬时损伤以及伴随的破片损伤,没有考虑导弹残余燃料造成的次生火灾损失。其次,现代舰船的爆炸物和易燃物更加密集,其对弹药库的装甲防护程度远不如二战时期的舰船。
莫斯科号巡洋舰在611英尺的船体上,携带了16枚反舰导弹、104枚防空导弹、2个130毫米炮的弹舱、6个带弹舱的近程武器系统、2个带弹舱的反潜炮和10枚533毫米的鱼雷。这些武器弹药在整个舰上是一堆很大的燃料库和爆炸物。
反舰导弹击中船体后,很容易吞噬舰上易燃的弹药库或武器系统,从而导致二次爆炸与火灾。反舰导弹中残留的燃料引起的任何火灾都会扩大风险半径。如果我们来模拟产生的火灾在10~30分钟内的蔓延情况,就会发现,反舰导弹残留的燃料可能会与战斗部一样致命。
图4. 中弹后发生火灾的谢菲尔德号驱逐舰
3. 战斗部重量和燃料(射程)之间的权衡——对未来反舰导弹设计方向的一点思考
很多年前,我还在一艘核动力巡洋舰的作战信息中心(CIC)站岗,中场休息时我们会玩22游戏。每个站岗的人都有一把虚拟的22口径的******和两发子弹。游戏的目的是确定将这两发子弹射向哪里,以对舰艇的作战能力造成最大损害。由此产生的争论很激烈,富有启发性,且令人震惊——我的水手们找到了仅用两颗微不足道的子弹、几乎就能完全毁伤舰船的方法。这对当时作为一名初级海军军官的我来说很有参考价值。当然,那些子弹的目标很明确,而且是在一艘20年前就退役的船上。
即使假设舰艇的防御系统和恢复能力已经得到改善,我仍然期望,仅靠一个非常小的战斗部(比如小到20磅),就能完美地命中作战信息中心(CIC)或武器库,造成不可恢复的损伤。特别是,如果考虑到残留的燃料和导弹弹体的冲击,毁伤效果将进一步增强。
随着人工智能技术的发展,目前反舰导弹制导传感器的性能已经大幅提升。也许可以开发出更精确的反舰导弹,能够准确识别目标类型、精确命中武器库或作战信息中心等要害部位。考虑反舰导弹重量与弹体空间的约束,在确保足够精度的前提下,如果小型战斗部就能完成任务,那么就允许反舰导弹携带更多的燃料,从而实现更远的射程。
目前作战人员都希望反舰导弹的射程超过对手。已故的退役海军上尉韦恩-P-休斯在其著作《舰队战术:理论与实践》中就强调了先发制人的价值。因此,我希望能发展一种携带小型战斗部、且射程更远的反舰导弹——小到可在每个标准导弹发射筒中装上2~4枚。
如果我发射的首波导弹就能够远程命中对手舰船,可能会对战局起到决定性作用;如果射程没那么远,残留的燃料也会增加毁伤的有效性。如果我的舰上装载了更多的这种导弹,就能更好地应对对手导弹快艇或炮艇的蜂群战术,并能通过齐射战术使对手大型舰艇的防御系统过载。
正如莫斯科号和谢菲尔德号所证明的那样,精确的小型战斗部命中效果将比许多人目前认为的更加致命。
观点评述
美海军退役指挥官Alan D. Zimm通过一新一旧两个实战战例,试图表达一个核心观点——携带小战斗的反舰导弹,在精确命中舰船要害部位的前提条件下,能获得致命的毁伤效果。
需要指出的是,作者举的两个实战案例都有其特殊性。莫斯科号案例的特殊性在于——导弹命中部位正好是装弹部位或主炮弹舱,很难说是因为末制导传感器的精确性还是运气的成分更多。谢菲尔德号案例的特殊性在于——舰的上层建筑大量使用了铝合金材料,这种材料遇大火很容易燃烧,且难以施救。
1987年5月17日(两伊战争期间),同样是2枚飞鱼导弹(伊拉克发射的),命中了在波斯湾护航的美国佩里级护卫舰斯塔克号(USS Stark,FFG-31)。这艘军舰被重创后失去了战斗力,但并未沉没,最终还是开回了港口且得到了维修。
图5. 美国斯塔克号护卫舰被飞鱼导弹命中后,舰体因剧烈进水而倾斜,但这种状态下仍然开回了港口
还有另外一个用超声速反舰导弹击沉护卫舰的例子。2016年1月18日,美国海军开展的标准-6导弹首次反舰试验中,阿利伯克级驱逐舰DDG-53仅发射了1枚标准-6(战斗部质量115千克),就击沉了1艘退役的FFG-57护卫舰(作为对比,美海军捕鲸叉导弹携带的高爆战斗部质量为226千克,约为标准-6战斗部的2倍)。这个例子中,除了战斗部爆炸产生的毁伤能量外,标准-6导弹本身的动能(飞行速度可达马赫数3.5+)对舰体结构造成的破坏,对击沉舰船应该也起到了很大的贡献度。
图6. 2016年试验中被标准-6导弹击沉的美海军FFG-57护卫舰(上图为2012年照片)
因此,携带多少质量战斗部的反舰导弹在命中舰体后,能够击沉或重创舰船,取决于两大方面因素。一是导弹本身(包括飞行速度、战斗部类型与装药质量、导弹携带的燃料、末制导的精确性……);二是目标舰船的设计与维护状态(包括结构设计、材料应用、可燃物的空间布局、损管状态……)。因此,携带小战斗部的反舰导弹,在精确命中舰船后,能在多大概率上对其产生致命效果,存在较多的随机性因素。
另外,作者还忽略了另一个问题——远程反舰导弹,不是单纯做小战斗部、增加燃料的问题。单纯让导弹打得远很容易,但是怎么解决远程精确目指,闭合远程杀伤链,也是实战中需要解决的一大难题。
尽管作者的观点有一定片面性,但他的思考对于我们仍然有所启发。经追溯发现,作者在文章开头提到的关于舰船毁伤的立方根经验模型,是美国海军军官Thomas Beall在上世纪90年代基于历史战例数据拟合而成的。这个模型现在是否仍然有效,在什么条件下有效,更精确的模型应该是什么样,需要综合考虑多种影响因素,通过计算仿真以及作战试验等手段开展进一步分析与验证。