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武器数据也要分开看——浅谈武器装备数据的“春秋笔法”

2020-06-07 16:54 作者:冰封之龙  | 我要投稿

最近,军武零距离节目热播,这款以介绍国内武器,插播俄罗斯武器的节目被很多军迷直呼大饱口福。在这些节目里发布的俄罗斯武器,看起来数据总是那么的优秀,但是一看实际表现,又让很多人大跌眼镜。当然,从历史上看,俄罗斯武器确实是有很多“设计和实际不符的情况”,现在俄罗斯武器出现这个情况,也大致在我们情理之中。

那么,俄罗斯人是为了谋求出口而虚报了数据的吗?显然不是,因为那样公开造假会让武器声誉一落千丈。但是,如果认为他数据毫无问题的话,实际表现怎么又那么不孚众望呢?原来这一切的背后,就是不同口径下测量的数据问题。

第一:极限数据作为日常数据标记:

这种情况相当多见,而且很多军迷也不加区分地把标记出的最大速度、最远航程、最大潜深当做现实中的数据。

潜艇深度篇:

VII型潜艇的数据经常被认为是“德意志科技天下第一”的例证

想必很多像我一样奔三的朋友接触过育碧出品的《猎杀潜航》系列游戏,第一次接触这个游戏时,我们都会对德国潜艇超越时代的出色下潜深度感到震惊。当然,这种性能也在《从海底出击》和《猎杀U-571》(B站可看)体现出来,都显示出在80年前,德国潜艇就能够下潜到200米以下,甚至280米的深度。而同一时代的美国小鲨鱼级潜艇只写着“下潜深度100-180米”,日本的潜艇也通常标记着“100米下潜深度”,这样一对比,就很容易得出来“德意志科技天下第一”的 结论。但现实中,这个原因就是混淆了潜艇三大深度的情况。以下让我解释一下。

潜艇一共有4个与深度有关的数据:最大作战深度、设计安全下潜深度、实测安全下潜深度、临界深度。要注意,潜艇下潜深度不完全只取决于钢材屈服强度,和管道、开口、龙骨设计都有很大关系,如美国二战后以衣阿华级战列舰STS水平装甲开发的HY-80钢材,屈服强度80KSI,换算成MPA是547Mpa,相当于5400米水深,但现实中绝不会存在一艘洛杉矶级核潜艇下潜到500米以下的水深。

最大作战深度和潜艇的时代有关,在只考虑反水面舰艇的第二次世界大战时,潜艇的鱼雷发射管只能够在20米以内的水深范围发射鱼雷,因为那时候缺乏声导鱼雷或线导鱼雷的技术,必须要用潜望镜来确认目标的实际位置。所以,包括中国早期033型甚至部分035型潜艇(中国一直到1988年才解决鱼3,鱼4声导鱼雷在091的发射,1997完成了鱼3实弹打靶,2000年以后才在039,039A等新式潜艇部署声导鱼雷,因此相当一部分潜艇到退役以前都未换装声导鱼雷,只能用二战水平的鱼1直航鱼雷反舰)在内,实用的最大作战深度也不过20米,再多也没用,因为潜望镜桅杆没那么高。后来,随着美苏核潜艇博弈深度越来越大,各国潜艇也需要在深水发射鱼雷对抗对方,鱼雷的发射深度也越来越大,所以实战深度越来越大,通常等于潜艇最大下潜深度。目前,常规潜艇一般最大作战深度在300-350米,核潜艇可达400-700米,美苏甚至都试验过能在900-1000米发射鱼雷的技术(美国海豚号试验潜艇曾经在914米发射了鱼雷,而苏联K-278共青团员曾经下潜到1000米,理论上也做过发射鱼雷测试)。

设计安全深度一般指的是在图纸设计阶段,根据钢材和制造的潜艇的外壳形状、舱门开口和管道结构设计出的安全潜深。理论上在这个深度航行,潜艇不会有任何被水压损坏的风险。不过也有例外,美国1963年长尾鲨号潜艇在海军举行的下潜测试中,刚刚下潜到200米的安全深度,就突然发生了压载水舱水管破裂的事故,潜艇立即灌满海水,带着129人(其中17人为文职干部、平民身份的专家和船厂工作人员)沉入海底并碎成6段。事后证明,长尾鲨号计算安全深度未考虑到水管焊缝的强度,在下潜时焊缝无法承受水压而破裂。

实测安全深度是潜艇服役经过试航测量出的安全深度。一般来说,潜艇实测深度要略大于设计深度,这是设计师要考虑到的安全冗余。不过也有情况出现实测深度大于设计深度很多的例子,比如前文提到的德国VII型潜艇,它的设计深度和其他国家潜艇一样都是90米,但德国人二战很多设计比较保守(根据酋长说坦克节目考证的数据,德国设计师甚至认为豹式坦克的75/71炮只能在100米外击毁谢尔曼的正面,如果不是德国人少写了个0,那就是过于保守了),所以实测深度往往因为优秀的加工而比较大,一般在170米左右仍然可以安全航行。

临界深度是潜艇短时间航行中能够不被摧毁的最大深度。潜艇一般不会轻易进入临界深度,因为这意味着覆灭会随时到来,只有躲避深水炸弹,或像从海底出击那样被迫座沉于海底那样的情况下才会进入临界深度。看过电影的人都会看到,当潜艇进入临界深度时,很多管道开始破裂出水,法兰承受不了压力而开裂放水等危险情况,中国372号636型潜艇在南海遭遇“掉深”时也一度进入临界深度,动力舱等多个舱室迅速进水,幸亏艇员立即关闭了水密门,并给主压载水舱充气,才成功浮出水面,被拖船带回港口。因此,临界潜深航行就好比穿梭在水雷阵里一样危险,表面上外壳没有瓦解,但绝不是毫无危险。这个深度,往往是设计深度的一倍以上,《从海底出击》里U-96在280米深海底自救,这个280米就是VII型的临界深度。

所以,俄罗斯潜艇经常动辄宣传“可达700-1000米深”,实际上都是把临界潜深当做安全潜深宣传,如下面这个视频里宣传667BDRM的下潜深度可达650米,那就是指它的临界潜深可达650米,现实中这种潜艇安全潜深一般在400米左右。

导弹射程篇:

导弹是最容易出现“最大射程包装成实用射程”的武器。

战斗机的空对空导弹真实射程受到多种因素影响,很容易错失发射时机

我们知道,导弹起飞后会在空中飞行,因为弹翼的升力和地球的引力效果,它在燃料耗尽后也不会立即落地,而会在空中像一个超音速滑翔机一样飞行。但是滑翔毕竟不如有动力的飞机,因此导弹射程就会分成“动力射程”和“最大滑翔射程”两种。同时,在面对空中目标时,它也会因为载具的速度,对方的速度,相对速度矢量角度和高度差而随时变化有效射程,这种相互关系导致的射程变化可以画成一个闭合的曲线,即“导弹射程包线”。因此,飞机以最大作战速度,对准能够跟踪的最大速度迎面飞来的敌人,在最有利的高度差的情况下发射导弹,在对方不做任何规避动作和干扰的情况下,能够打击的最远目标就是导弹的最大射程,这就是所谓的“400公里射程空对空导弹”和“射程400公里的防空导弹”的来历,现实中如果对付隐形目标、飞的极高/极低的目标,或者相互追及的目标时,导弹有效射程要低得多的多,因此能够确保对方怎么飞也无法在导弹追上它时逃出导弹保持机动性的范围的距离,就叫做“不可逃逸区”。在现实中,标称最大射程80-100公里的AIM-120C对付典型战斗机级目标的不可逃逸区,仅有26海里(约50公里)。为了在实战中节约弹药,飞机也会争取在不可逃逸区发射导弹。如果是对于R-27ER这样半主动雷达制导导弹,它需要发射载机全程照射目标,那么它的不可逃逸区就更短了,而且极易因为对方反击载机而失去目标(因为载机会放弃照射而规避敌人的导弹)。

混淆“速度”的定义:

俄罗斯的P-800锆石反舰导弹,连同它衍生出的印度布拉莫斯反舰导弹经常号称“末端速度可达6-7马赫”。但是现实情况却是,俄罗斯和印度在开发这两种导弹时,并不具备研发能够在5马赫以上稳定燃烧的超燃冲压发动机的技术(截至现在,如X-51,HTV-2和中国试射的不明型号高超音速发动机的可靠性仍然很低,中国东风17也为了降低风险而采用了滑翔高超音速弹头,未采用超燃冲压发动机技术)。而且,它的气动布局还是源自于传统设计的机头进气,所以,这种6-7马赫的速度如果不是夸大的宣传,那么它应该就是把“末端俯冲极速”当做了“最大速度”。在这种情况下,它俯冲突破5马赫是可能的,但这时候他的加速并不来自于发动机的推力,而是靠高空俯冲的重力加速度完成。因此,这种速度无法体现出它发动机实际的性能,而且需要较高的飞行轨迹以达到足够的速度增量。

现实中,苏联P-500/700反舰导弹通常在22000米高空飞行,以避开美国RIM-66标准2MR导弹的拦截,末端进入高速俯冲阶段,但高空直线飞行很容易成为RIM-67标准2ER导弹和RIM-174标准6导弹,红旗9B导弹的靶子,突防性能还不一定有超低空突防的亚音速导弹好。毕竟,2016年也门胡塞武装发射的伊朗NOOOR导弹(以C802为母体,搭载法国进口的民用发动机开发)就成功突破了美国伯克级驱逐舰在40公里外标准2导弹拦截,一直冲进10公里距离才被ESSM导弹拦截,而中国军舰拦截包括以现代级驱逐舰P-270导弹开发的超音速靶弹的训练并不困难。

P-800锆石,原本是苏联时代被忽视的项目(因为已经有P-700.P-1000等更好的存在),但苏联解体后P-700/1000都停产,P-800反而因为印度开发布拉莫斯的投资而重获新生

这种极限数据包装成“实用数据”的情况,在船舶/车辆/飞机最大速度,续航里程等方面也被经常使用,所以很多貌似数据不错的东西,现实中表现相当糟糕,这是一定要区分的。

必须依赖某些特定工具才能实现的理论最好性能:

很多情况下,标记的数据并不是日常能够达到的数据,但和上文以极限冒充日常不同,在严格按照它的条件执行时,仍然可以顺利达到它标记的数据。这种情况多见于能够使用多种弹药的武器平台。

300远火能够达到300公里射程前提是采用特殊的远程制导火箭弹,而非标准火箭弹
在采用装备最多,批量最大的普通火箭弹时,300远火和他前辈俄罗斯BM-30“龙卷风”一样,只有70-100公里射程
PLZ-05宣传的“最大射程突破100公里”是指采用火箭增程弹的情况下的距离

最近我国炮兵建设取得了举世瞩目的成就,300远火和155自走炮的大量列装使得我陆军远程打击火力变得凶猛异常。但是,在华丽的数据背后,我们同样也要清醒,300远火射程300公里,和155榴弹炮射程100公里并不是使用常规弹药实现的情况。为了实现远距离精确打击,就必然要使用末制导的增程火箭弹或精确制导火箭增程炮弹,配合落点区回传的数据(激光制导武器如“红土地”炮弹需要末端照射信号,卫星导航弹头需要目标区域不存在GPS/北斗干扰信号)才能实现“三百里开外一枪毙敌”。而这种超远程精确制导弹药的成本往往是传统弹药的几倍甚至几十倍,根本不是日常训练和普通作战能够经常使用的东西(军事纪实播放的中国300远火射击训练经常使用铸铁外壳的训练弹练习快速装填,一般实弹考核也是传统70公里射程的标准火箭弹)。

同理,狙击枪能够实现的最远狙击距离,最佳散步,往往都需要使用专业的狙击子弹。坦克炮的穿甲能力在有多种穿甲弹的情况下,一般也指最好的穿甲弹,如俄罗斯宣称的T-90坦克可击穿600-700的装甲都是建立在使用3BM59和3BM65等全新穿甲弹之上的,但由于价格昂贵而配发不多,现实中俄罗斯和乌克兰主要用的还是苏联末期开发的3BM22和3BM42型穿甲弹。

必须在苛刻条件下才能实现的最佳性能:

JADM卫星制导滑翔增程炸弹也同样需要极为苛刻的条件才能达到理论最大射程

和前文的机载导弹一样,空射武器都有严格的“发射包线”。很多人声称美国JADM炸弹在不增加大量成本的情况下(母体是MK80系列普通炸弹,JADM是滑翔和GPS控制组件),就实现了100公里的射程,最新款JADM-2甚至可以攻击移动目标,比中国花大力气开发反舰导弹,对地导弹要实用得多。但是要注意的是,JADM只有在飞机飞行在10000米,速度0.9马赫时投放,攻击GPS信号不被干扰的目标,才能达到100公里的最大射程。同时,由于末端没有动力,炸弹滑翔时速度会不断减慢,末端甚至肉眼都能看到它下坠的弹道,因此极易被1130一类近防炮击落滑翔翼而失去控制,错失目标。所以,现实中为了更有效打击高价值目标,还是需要末端有动力的空对地导弹的。

苏联冷战为核潜艇、巡洋舰开发的P700远程反舰导弹

冷战时代,苏联为了对抗美国航母舰队高达500海里的防空圈,开发了射程700公里射程的重型反舰导弹。从P-5到P-1000,苏联的远程反舰导弹射程都不低于500公里,连同俄罗斯目前装备的“锆石”、“口径”的最大射程也不低于500公里。但是,我们很清楚在浩瀚的大洋上发现敌人并不容易,因地球曲率的限制,目视和普通雷达对水面目标探测距离不超过50公里,就算是采用电离层反射技术增强探测能力的俄罗斯“音乐台”海面探测雷达,在最佳的天候下也只能粗略分辨300公里外的海面目标。而潜艇的声纳就更加麻烦了,受到各种水文噪声和商业航道噪声,以及复杂海底环境干扰,声纳最多只能探测到100公里外的军舰发动机噪音,或者200公里外敌方大功率主动雷达的噪音。至于“中国核潜艇一出港,夏威夷都能听得到”,这种谣言就不要听了。就算是美国在中国近海部署的声纳网能够轻易捕捉到091出港的噪音,但由于海面和礁石都会反射声波,因此远距离收听到的声音并不能够直接绘制出敌方船舶的航线,也就是只能起到预警效果,不能实际引导武器打击。所以,苏联开发的500公里射程的反舰导弹,显然不能依赖于舰队自己的探测力量,必须要依赖其他手段进行发现和引导,这就是所谓的“神话系统”。

因那时候大功率太阳能电池板技术不发达,苏联使用低轨道核动力卫星进行海上探测

苏联神话系统的核心是一张用海面监视卫星、地面超地平线雷达和TU142海上巡逻机编制的侦查网,和依托于大功率通讯电台和卫星通讯网的火控指挥网。受当年技术条件所限,苏联为了保证低空探测的精度,被迫使用核动力低轨道侦察卫星作为海上监视器,并引发了著名的宇宙954核动力卫星和宇宙1402核动力卫星坠入地球(宇宙1402坠落被中国以7010雷达在内的航天监控雷达全程跟踪,获得了世界的高度评价)的事故,造成加拿大等地核污染。而且排除核污染的风险,这种低轨道卫星寿命也很低,往往几个月就会因为大气阻力而坠入地球,因此它还必须设计复杂的火箭以在寿命耗尽前把巨大的反应堆射到“坟墓轨道”上,避免污染地球,这进一步增大了整体重量,每次发射都必须用质子号重型火箭发射。如此高的成本使得“财大气粗”(或者说是穷兵黩武)的苏联也无法负担每几个月发射一轮环绕轨道的卫星星座的成本,而且由于当时技术限制(那时候合成孔径雷达和数码摄像技术都处于婴儿期),这种昂贵的卫星仍然只能探测舰队级的目标,无法区分出个别的船舶(尽管如此也是当时海洋监视卫星的巅峰之作)。因此,现实中为了探测靠近苏联海岸的舰队,他还必须用图142侦察机不断地巡视大洋,并且靠近任何雷达显示出的不明舰队,接近到目视距离确认目标情报。直至现在,也没用任何海上侦察机仅凭借雷达回波(不依赖避撞系统、IFF)就能够直接判断目标的实际情况,否则会误判雷达回波相近的目标,如大型航母和集装箱货轮。但是显而易见的是,在实战情况下,没有护航的图142侦察机显然无法接近有F-14和E-2保护的美国舰队。

TU 142海上巡逻机以图95做为母本开发

不过,如果上述苛刻的条件全部满足,苏联计划中的“300花岗岩”确实就能够发挥其“航母杀手”的本色。首先,核动力卫星判断出有一个不明舰队驶向巴伦支海,然后图142奋勇起飞,在护航的苏27支援下击落所有的F-14,以干扰机规避所有的防空导弹后,飞到美国舰队20海里处,确认庞大的舰队中央是航母而不是伪装过的“假目标”后(现实中,为了隐蔽航母的巨大雷达回波,可以在护卫舰上配备角反射器放大雷达信号,以混淆对方雷达),于是就会通过卫星数据链引导岸基图22M3发射KH-22反舰导弹,以及海上待命的基洛夫级巡洋舰率领的混成舰队,还有水下的674型,670型,949型核潜艇发射P-500,P-700,P-1000反舰导弹,这些导弹每5枚1组,其中1枚担任“领航弹”,它直接接受图142的指挥信号,然后用上面的数据链转发给4枚“伴飞弹”,这样一架图142就能够引导4*5共20枚反舰导弹(类似目前的A射B导,或者所谓的“全平台攻击”概念),一起飞向目标,最后,在图142直接的目视指挥下,这些导弹会避开装有角反射器的假目标,对准航母一起俯冲,突破最后的RIM-7海麻雀和密集阵高射炮的防御,把航母炸成碎片沉入海底……当然,这一切都是如同昭和日军的“九段战第八战——鱼雷之夜”一样的纸上谈兵。哪怕是到了21世纪,以目前的卫星数据链和双方激烈对抗的电子战强度,也没有人能够现实中引导超过300枚导弹攻打一个指定的目标,除非蜂群无人机协同技术、高通量卫星双向数据链和高抗干扰AI得到普遍推广。

因此,俄罗斯在1995年的演习后便放弃了“神话系统”,也停产了所有的P-500/700/1000导弹(部分原因是苏联解体导致供应链中断),甚至现代级驱逐舰的P-270也全部停产,存货大部分被中国收购(以至于现在的现代级无弹可用,只能报废拆解),此后他们发展的海洋监视卫星也回归正常的定位,不再专注于“反航母”这唯一的用途,导弹发展也转向kh-35“天王星”(外国给与的绰号是“鱼叉斯基”),P-800锆石,3m-54口径等等专注于战术使用的反舰导弹。

所以,现实中由于远程反舰的探测、制导、抗干扰难度过大,绝大部分国家装备的反舰导弹都在120-500公里左右,正好是舰载远程雷达(如052D搭载的仿制音乐台的366型雷达能够看到300公里)、直升机雷达(中国深圳号在使用鹰击83打击180公里目标时,需要用直9直升机飞到120公里外实施探测,导弹先飞向直升机,再以直升机为转向点飞向目标)和预警机雷达的探测距离(中国空警2000对大型海面目标探测距离在400-600公里,而歼16等大型多用途战斗机对海模式也可达300公里以上),这样就无须使用极度复杂的苏联导弹数据网的技术即可实现远程打击。

舰载型鹰击83虽然射程仅180公里,但是它不需要复杂的引导系统即可使用

本身数据就在不确定情况下:

该问题主要是出现在坦克炮的穿甲弹。由于坦克炮不稳定因素太多, 现实中往往以超过一定比率的击穿水平作为击穿值,比如苏联以70%穿透率计算最大穿深,而北约以50%穿透率计算穿深。但现实中,由于靶版材质,标准测试距离等因素仍然存在较多不同点,美苏两国数据不可平行对比,这点在前篇《有关APFSDS的一些误解》就详细列举过。

同理,该问题也适用于各种带有偶发几率的各种设备,如坦克平均大修间隔不代表实际情况下发动机出现故障的实际时间间隔等等。

忽略必要互补品体现的“理论最佳数据”:

苏德战争开始时,T-34的机械稳定性并不理想

这问题主要体现在坦克续航里程方面。在理论上,T-34-85坦克凭借750升的内油箱,可以实现300公里的最大行驶里程。但是,由于坦克经常行驶在崎岖不平的路面和各种复杂的战场环境之中,加之二战时追求生产量忽视质量的影响,根据数据T-34的空气滤清器10小时就需要更换一次,25小时就得彻底检查离合器和传动系统,50小时可能就得大修发动机,因此理论上300千米的最大行驶距离现实中很难达到,只有在维修全部到位,且路况非常良好的情况下才能实现理论最大航程。而德国后期坦克因车身过重,悬挂系统和发动机负荷过高,有时候100公里就会出现悬挂受损,甚至发动机起火(如库尔斯克战役的黑豹坦克)的事故。

这问题并不鲜见。在实际的战场或比较真实的演习中,坦克经过长途奔袭出现大量抛锚掉队是很常见的事情。如2014年朱日和演习就暴露出大片坦克抛锚:

 茫茫大漠,夜黑如墨。一场代号为“北剑-1405”的信息化条件下实兵对抗演习悄然拉开战幕。

  “这是一次陆军合成旅全员全装实战化检验,强度之大、风险之高,史无前例。”第27集团军副军长陈学武说,这场按作战进程9昼夜连贯实施的实兵实装对抗演习,改变了过去分段式的演练模式,部队一进入演习,立即感受到实战的压力和打仗的氛围。

  挑战极限,实战淬火。在北京军区朱日和训练基地这个准战场上,扮演红军部队的第27集团军某装甲旅官兵,面对导演部设定的重重难关,驾驭各式装甲装备兵分多路,昼夜行军,攻克重重敌情,于子夜时分艰难地按时抵达演习集结地域。

  记者登高望远,数百台履带车辆在侧倾坡、陡坡等复杂地形上穿梭起伏,卷起滚滚烟尘。生疏的地貌、险要的道路,令许多重达数十吨的装甲装备败下阵来。当了32年坦克兵、先后参与过大大小小20余次演习的旅长侯明君告诉记者,两天昼夜连续行军234公里,还是当兵以来第一次碰到。看着2天内先后40台坦克途中“趴窝”,仅仅维修好15台,近一个主战营的装备非战斗减员,虽然有点惋惜,但脑子里始终都在思考:“人和装备离打仗到底有多远?打起仗来我们还缺什么?”

所以,有些时候单看燃料箱获取的坦克理论最大航程并不可信,还需要保证机械的良好初始状态(如剩余足够的摩托小时,59式坦克的12150L发动机仅有150小时摩托小时,超过该数据发动机就得大修,一次大修可以延寿150小时,满300小时之后就必须退役转做诸如钻井发动机等其他用途)获得所有的互补品(经济学互补品指的是必须同时持有才能发挥性能的东西,如发动机和配件,润滑油),拥有强悍的战场维修能力,克服所有的战场突发环境才能够实现理论最大航程。

所以,作为一名理性的军迷,学会数字背后隐藏的玄机是必修课之一,只有这一点,才能够“不畏浮云遮望眼”,看破华丽的账面数据背后隐藏的实际性能。

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