匕首空射弹道导弹性能粗估，全网最翔实的匕首导弹性能分析之一

之前我看了很多网友或者UP主对匕首高超音速导弹的介绍，但鲜有人对其进行过详细的技术分析，比如射程计算，弹道分析等。所以我希望这篇文章能让大家看到一个真实的匕首导弹。

一．匕首导弹的前世今生

说起匕首导弹的前一型号，恐怕大家只想到伊斯坎德尔弹道导弹。其实还可以追溯到更远。以下是两条支线：

支线一：苏俄空射弹道导弹发展之路

上世纪50年代末期，苏联就开始研究生存率比较高的空射弹道导弹，这种空射弹道导弹以R-13液体燃料潜射弹道导弹为基础以降低技术风险，命名为R--13A空射弹道导弹，R--13A空射弹道导弹重13.6吨，射程达到1200千米，可以挂在轰炸机外部，在1-1.4万米的高空发射，为了保证导弹稳定飞行又增加了空气动力翼面，但由于没有好的制导系统，R--13A空射弹道导弹只停留在纸面研究上。

70年代，随着可在工厂加注液体燃料的R-27和R-29轻型潜射弹道导弹研制成功，以及安东诺夫设计局也推出了拥有60吨载重和33米货舱的安-22运输机，空射弹道导弹项目又重新开始，R-27弹道导弹长9米，重14.3吨，能够在移动状态时发射，但苏联人的想法把R-27弹道导弹像在潜艇上一样垂直发射，这远远超过飞机货舱的高度，这个方案也停留在纸面研究上。

安东诺夫设计局又提出利用伞降方式把一个37吨的导弹连同发射装置一起空投出去发射的方案，1974年，各个设计局分别拿出各种技术方案，但因为技术风险较大，项目被停止了十年，直到1988年，安东诺夫设计局又提出安-124军用运输机搭配新型R-29RM洲际弹道导弹的新方案。1986年服役的R-29RM弹道导弹重达40.3吨，使用星光导航系统和惯性导航制导和四个分导弹头，安-124运输机货舱能够装载两枚，发射时先用降落伞拖出货舱，等到变成垂直姿态后再启动发动机，这个方案有点实用价值了，但苏联高层未给予关注。

1986年，“南方"设计局也研究了一种使用图-144超音速客机装载的空射固体燃料弹道导弹，后来又设计用于1987年服役的图-160轰炸机，称为“矛隼”空射弹道导弹系统。它全重24.4吨，射程7500千米，带六枚分导弹头，图-160轰炸机弹仓能够装载两枚，当图-160轰炸机投放导弹3秒后，第一级发动机点火，空气动力舵面调整弹尾朝下，弹头上仰45度，沿飞机偏航路径转向10度角上升，但还没完成研制苏联就解体了，归属乌克兰的“南方”设计局在1992年至1994年继续开发空射弹道导弹。由于是乌克兰要履行销毁战略轰炸机的义务，相关研制工作在1996年终止。

俄罗斯伊柳申设计局则研究将R-29RM潜射型弹道导弹改造成“无风”系列空射运载火箭，基本原理和安-124军用运输机搭配R-29RM弹道导弹方案一样，只是载机改为伊尔-76MD运输机，R-29RM弹道导弹的战斗部被换成第四级发动机，火箭与伞降平台总重45吨，可俄罗斯财政窘迫，不得不“冻结”了这个项目。

支线二：奥卡河的余魂

为了替代老旧的飞毛腿弹道导弹，苏联后来开发了SS-21圆点弹道导弹，就是三个月前打爆俄罗斯登陆舰（5000吨级）的那位，算是伊斯坎德尔弹道导弹的爷爷。

在SS-21的基础上，科洛姆纳机械设计局很快又研制出了“奥卡河”弹道导弹，也就是SS－23弹道导弹，算是伊斯坎德尔弹道导弹的父亲，其射程增加到400公里。“奥卡”战术弹道导弹系统可在野外行进中接到命令后的16分钟内，对敌目标实施攻击。打靶时苏联军方对它给予相当高的评价，而它也不负众望，在阿富汗战场上“奥卡”以其高精准度、大威力和出色的电子对抗能力令阿富汗游击队和北约联军闻风丧胆，甚至被游击队称为“种族灭绝者”。

可惜1987年，美苏签订中导条约，本来吧，奥卡河就一短程弹道导弹，实在没它什么事，但考虑到美国被阿富汗战场上表现英勇的奥卡河弹道导弹吓怕了，因此强烈要求戈尔巴乔夫销毁。本来人家要强拆你的压箱底武器就不是啥好事，可是戈尔巴乔夫竟然答应了！最终，在总师涅波别季梅和一众研发人员的哀叹和怒骂，以及美国专家窃喜的表情下，奥卡河弹道导弹的设计图纸以及弹体被全部销毁。该型导弹的设计者，苏联机械制造设计局总工程师涅波别季梅因受此刺激而住进医院，竟“有一个月不能下床走动”。

前苏联解体后，俄罗斯受到美国和北约或明或暗的打压，安全形势日益恶化，1994年，北约更是提出东扩计划，这大大刺激了俄罗斯敏感的神经。时任总统的叶利钦不得不做出反应，支持涅波别季梅复活“奥卡”导弹。

1995年10月29日复活的奥卡在国防部国家中央靶场进行了首次飞行试验。

1999年在莫斯科航展上进行了展示。

2004年8月俄罗斯宣布完成了该导弹系统的试验，并在2005年宣布开始导弹的试装备。

2006年该导弹系统通过俄罗斯陆军鉴定。此时它已经有了一个更加威风的名字——伊斯坎德尔。

但这时，它仍受到中导条约射程的限制，直到它儿子——匕首导弹的出现。毕竟中导条约只管地上的导弹，空射的弹道导弹巡航导弹一概不管。俄罗斯抓住机会，抢先研发出了匕首导弹，并且在俄乌战争大放异彩。

二．伊斯坎德尔性能浅窥

伊斯坎德尔弹道导弹的固体火箭发动机燃料的主要成分为AP/Al/环氧树脂固化剂/Fe，配比具体为69.6/16/2/0.4,剩下12%为PBAN（聚丁二烯丙烯腈）粘合剂。依然秉承了类似布拉瓦和白杨M弹道导弹的速燃发动机特征，在弹道导弹飞行15km后烧尽。如果你不清楚这个燃料的比冲没关系，航天飞机的SRB固体火箭助推器用的就是这燃料。海平面比冲为242秒，真空比冲268秒。但是这时候我还不能轻易地得出伊斯坎德尔弹道导弹的最大射程，因为480km射程50km弹道高度不是最省能量弹道。

不过，网上有一条数据认为伊斯坎德尔弹道导弹的最大速度为2600m/s，而弹道导弹的最大速度一般认为是其关机速度。也就是说，在这种速度下，伊斯坎德尔弹道导弹应该具有接近800km的射程。回代解得：弹道导弹弹体质量610kg，装药比0.8。这个数据对于一款短程弹道导弹来说算是正常水平。

三．匕首导弹性能粗估

先来证实第一点：匕首导弹更像一款空射弹道导弹而不是高超音速导弹。

原因何在？按照美标定义，高超音速导弹是以对地打击为主要任务，主要在大气层内飞行，最大速度超过5马赫并全程都能保持、且可实施大幅度机动的导弹。也就是说高超音速导弹必须全程保持大于等于5马赫的速度并有全程大范围大过载机动的能力。

关于高超音速导弹的定义有很多种，目前世界范围内比较通行的是美标和俄标。为什么我国通行的是美标呢？我会在下文细说。

目前全球可以实现这个要求的导弹构型有两种，分别是高超音速滑翔体（HGV）和高超音速巡航导弹（HCM），前者需要对气动外形进行相当精确的设计，后者则需要强大的超燃冲压发动机（真正把这种引擎装到飞行器上并试验过超过100秒冲压动力飞行的国家也就美俄）。

现役的真正意义上的高超音速导弹有3种：俄罗斯的锆石高超音速巡航导弹（乘波体构型），先锋高超音速导弹（乘波滑翔体构型）和我国的东风-17（乘波滑翔体构型）。

锆石导弹好说，毕竟是有动力的巡航导弹，采用乘波体气动布局算是锦上添花。

东风-17和先锋得另当别论，因为它们都是助推—滑翔型高超音速飞行器。

目前助推—滑翔型高超音速飞行器有3种构型。一类是对称的旋成体，第二类是扁平椭圆形截面的升力体，第三类是乘波体。

旋成体构型就是弹道导弹弹头的构型，这将会是下文我论述匕首导弹弹道特征和所属类型的重要证据。

升力体没有常规飞行器的主要升力部件—机翼，而是用三维设计的翼身融合体来产生升力。这种设计可消除机身等部件所产生的附加阻力和机翼与机身间的干扰，从而有可能在较低的速度下获得较高的升阻比，达到提高全机性能的目的。

而所谓乘波体飞行器，是指一种外形是流线形， 其所有的前缘都具有附体激波的超音速或高超音速的飞行器。通俗的讲，乘波构型飞行器飞行时其前缘平面与激波的上表面重合，就像骑在激波的波面上，依靠激波的压力产生升力，所以叫乘波体。如果把大气层边缘看作水面，乘波体飞行时就像是在水面上打水漂。乘波体飞行器不用机翼产生升力，而是靠压缩升力和激波升力飞行，像水面由快艇拖带的滑水板一样产生压缩升力。超音速飞行形成的激波不仅是阻力的源泉，也是飞行器“踩”在激波的锋面背后“冲浪”的载体。

相比于升力体，乘波体融入了升力体的全部优点并且在高超音速条件下有更大的升阻比。因此，乘波体是最适合高超音速导弹要求的气动布局。

但是乘波体有不同的设计水平。比较被人们接受的有两种设计。

先说初级水平。

双锥体就是初级的乘波体设计。这种设计较为简单，但是升阻比低，只能进行价值有限的垂直机动，也就是所谓的“水漂”。虽然也能以高超声速滑翔，但这种设计的升阻比低，和真正的滑翔弹头相比简直不能看。因此，双锥体弹头不算高超音速弹头，这也就是我们依然把有这种弹头的东风-26称作弹道导弹的原因，当然东风-26的双锥体设计也是全球最好的，超过美军的同类型弹头（即潘兴2中程导弹的弹头），高超音速状态下的滑翔能力和机动能力远强于后者。

双锥体再入大气层之后利用压缩升力，也就是踏在激波上面，实现桑格尔弹道。下图中的三段式水漂弹道明显是利用了压缩升力在大气层中多次机动的结果。

下面说说啥是高水平。

就拿东风-17举例（它的弹头是全球公认的气动设计最好的高超音速弹头）。一般来说，最简单的乘波体设计是上凸下平，这样便于“乘波”，且易于控制。比如朝鲜的火星-8导弹。

虽然在该构型下，较为平坦的腹部利于控制，但是代价是较低的升阻比和容积率。装不了多大战斗部的话就只能靠动能往上撞了，问题还是出在对压缩升力的利用上。朝鲜的工程师也一定是看到了贸然设计类似于东风-17那种更高水平气动设计的难度和跨度，所以才使用了这么个相对来说更为稳妥的构型。

相比之下，凸起的腹部不仅能增大容积率，而且能提高升阻比。但是这么做各个方面的难度要大得多，尤其是飞控设计和风洞试验。我们可以看到，东风17乘波体的腹部并不是完全平坦的，而是稍有隆起，仅此一点即冠绝全球。

一旦攻克了气动设计的难题，接下来的好处就极其丰厚了：东风17一夜间让一众面防御的区域防空系统直接变成了点防空系统。突防能力才是HGV的最大价值，因为在这么一改进之后，东风-17直接变成了一款可以水平+垂直大范围机动的恐怖杀器。増程反倒成为了东风-17的附带红利（大概增程20~40%）。

当然东风-17绝对不可能像某些“军事专家”所说的“起滑时速达到20马赫”。东风-17的助推器来自于东风-16（或者这么说，东风-17就是拆了东风-16的战斗部并且换了个性能更强大的滑翔体的产物）。这个采用钢壳体（意味着可以大批量低成本生产），装药比并不高，脱胎于中近程弹道导弹的助推器最多只能让东风-17达到10马赫的起滑时速，否则就是违背了最基础的物理定律（齐奥尔科夫斯基公式适用于一切火箭和导弹）。

讲军事，也是要听物理学滴。

那么匕首导弹采用的是乘波体构型吗？并不是。

正确说法是：旋成体构型。

旋成体是指由一条母线（直线段或曲线段）绕对称轴旋转，闭合旋转曲面后而成的物体，如圆锥、圆柱、球体等。包含对称轴的任一平面称为旋成体的子午面，任一子午面上旋成体的边界形状均相同。

这个构型是高超音速助推--滑翔导弹的最基本构型。该构型的导弹在垂直机动方面要逊于双锥体构型，更别说打出连续的“水漂”了，只能进行有限的拉起减速。何况匕首导弹头体不分离，其垂直机动性显然更差（弹体是死重）。所以匕首导弹既无法做大范围的水平机动，也没办法打出连续的桑格尔弹道。因此可以基本否定其“全程大范围大过载机动”的特点，所以匕首导弹不应算作高超音速导弹。

当然肯定有读者会问：匕首导弹不是用的旋成体构型吗？旋成体构型也仍然有助推—滑翔高超音速导弹的特征啊？

但是旋成体的弹头也是弹道导弹的标配，综合来看，匕首导弹具有弹道导弹的一些特点，但又保留了助推—滑翔高超音速导弹的一些特征。匕首导弹和所有的高超音速助推—滑翔导弹一样具有助推段，该段的弹道特征类似于弹道导弹的上升段，因此匕首导弹具有弹道导弹的部分特点。或者这么说，在助推段的匕首导弹就是弹道导弹，而在助推完毕后，旋成体构型的弹头实际上就是弹道导弹弹头。因此，匕首导弹在弹道特征上，更接近于空射弹道导弹。

当然俄标高超音速导弹定义是“泛指速度大于等于5马赫的导弹”，所以不要指望太多。不然照俄罗斯人这么说，弹道导弹估计都算是高超音速导弹啰？可是我们还不是把东风-17单拉出来称其为高超音速导弹吗？

我国采用的是更为苛刻的美标定义，因此按照这个苛刻的定义设计出来的东风-17突防能力远非同样射程级别的弹道导弹所能及。

因此，匕首导弹的弹道大概是这样子的：

其次，匕首导弹的射程和速度被高估了。

首先呢，我们用伊斯坎德尔弹道导弹的性能作大致的估算。假定2马赫为高空声速下数据，换算为600m/s。按平均比冲处理：△V=2264m/s（除以经验常数），V总=2864m/s，速度远小于10马赫。射程也就1000km。

因此，如果想要达到2000km射程，那么需要减轻弹体质量，增加装药比。按平均比冲255秒计算。2000公里导弹射程对应关机速度3780m/s，因此导弹速度增量要为3736.5m/s（乘以经验常数）。这个速度铁定达到了10马赫。可得弹体质量+战斗部质量+制导系统=848kg。据相关资料，如果匕首导弹弹头质量480kg，那么，制导系统+弹体质量=368kg，而伊斯坎德尔弹道导弹的制导系统+弹体质量=1310-480=830kg。

显然，这么设计匕首导弹需要极其伤筋动骨的减重，不太合理。

如果匕首导弹弹体减重不明显，那么只有一个可能：匕首导弹射程在1000-2000公里之间。伊斯坎德尔弹道导弹制导系统+弹体质量为830kg，因此最合理的估计大约是368-830的平均值。因此全弹无燃料质量为1080kg，换算可得速度增量为3143m/s，修正后为2675m/s。因此匕首导弹关机速度为3275m/s，仍然略低于10马赫。考虑到最后的拉起减速和较陡峭的俯冲弹道，估计其对应射程1500km，而不是最小能量弹道的1600km。

更麻烦的是，如果要让匕首导弹承担起空射ASBM的任务，那么匕首导弹的末端速度势必会因为规避敌方防空导弹而下降，且还要精准的命中移动中的舰艇目标，可以推测匕首导弹对舰打击时，射程也就刚好突破1000km，最多不会超过1200km。

以上分析均基于齐奥尔科夫斯基公式，大家有兴趣也可以自己按按计算器，尝试一下手动推理的乐趣。

可见，匕首导弹射程受载机投放高度和速度的影响。高度越高阻力越小，投放速度越快则导弹达到硬性速度指标所需的速度增量越小。

四．载机性能

标准载机：米格-31K和米格-31I。一开始，俄罗斯预计改装40架（最多）米格-31K承担威慑敌航母战斗群的任务，这也是俄罗斯在没有航母可用时，唯一的空射ASBM打击力量。理想情况下，米格-31最高速度为2.83马赫，航程3300km。挂载4枚R-33空空导弹速度2.4马赫，航程2400km。挂载匕首导弹时速度还会降低，估计在12km高空速度只有2马赫，约为600m/s。挂载匕首导弹航程约为1600-1800km。2022年8月，俄罗斯国防部消息人士透露，已经基本决定让米格-31I战机作为“匕首”高超音速导弹的主要载具，该型截击机首次配备了独特的数字系统——电子遥控系统和机载计算机。它们使飞机能在无需飞行员干预的全自动模式下进入需要的发射轨道，择时发射高超音速导弹。米格-31I与旧版K型的主要区别在于独特的电子系统，它提升了飞机的飞行参数和能力。消息人士指出，米格-31K也将继续服役。

如果中途加速到2马赫并超音速发射匕首导弹，米格-31K/I飞行半径可以达到约600km。对地攻击作战半径为2100km，对舰攻击作战半径约为1600-1800km。如果俄罗斯的40架米格-31K/I全部到位，一次性可倾泻40枚匕首导弹。由于美国航母舰载机无空中加油空战巡逻半径700km，一次加油空战巡逻半径1300km，因此美国仍有机会在经过空中加油后拦截米格-31K/I，这时就需要苏-35，苏-57等战斗机取得制空权后才能挺进发射距离。

未来载机：图-22M3M

这家伙带了这么多外挂，高空速度撑死也就1.6-1.8马赫，因此对应导弹射程还会小于1300km，比米格-31K的发射距离都低。谁告诉你它发射的匕首导弹射程3000km的？除了可以用一个团24架的规模来一个饱和攻击外，实在看不出它能提升导弹的射程。不过对于图22M原版来说也算战力倍增了，毕竟原版图22带的Kh32射程也就1000公里，还只能带3枚，打击效果不如匕首导弹。

五．尾声——实战性能

2022年3月21日，俄国防部通报了高超音速武器“匕首”导弹首次实战应用的结果。

俄国防部发言人科纳申科夫说，在伊万诺-弗兰科夫斯克州，“匕首”摧毁了一座存放有“圆点-U”弹道导弹和航空弹药的大型地下武器库；

科纳申科夫说，“匕首”导弹是从1000多公里外发射的，飞行时间不到10分钟。凭借高超音速和超高动能，“匕首”导弹弹头摧毁了苏联时期建造的、储存特种弹药和导弹的地下武器库。