一、空军
現代媒體多元化之後,民衆的有限時間被近乎無窮多的信息向各個方向拉扯,對每一個特定話題所能投注的注意力越發短暫,於是媒體生產的節目也就越來越膚淺,聲光特效替代了深刻的思考,漂亮臉蛋勝過真正的内涵,語出驚人不再受事實的節制。在這種背景下,有機會透過媒體散布專業消息的科研專家,也開始以自己行業的狹隘利益爲優先,學習藝人、商家和政客毫無顧忌地吹噓、誇大、編造自我成就,以騙取資金爲唯一的考慮。超弦是一個例子,核融合是另一個例子,丁肇中又是一個例子。
在軍工裝備上,因爲有忽悠敵對國家的需要,這類誇大成效的虛僞宣傳更爲普遍。雷根時期的整個Star Wars(星戰計劃,正式名稱是Strategic Defense Initiative)就是故意將極度昂貴困難的系統,假稱爲已獲得實用性技術突破,用以引誘蘇聯浪費資源試圖跟進,希望藉此加速蘇聯財政的惡化,最終獲得了完全成功。近年對電磁炮的各種宣傳似乎也是出於同樣的考慮,衹是中國工業規模已超過美國,要以低效的軍備競爭來消弱國力,其實美國自己的底子更不耐這類虛耗。
以上的種種虛僞宣傳,一直是這個部落格討論的主軸之一。今天我想轉180度角,來談談沒有被吹噓也沒有被生產,但是卻有高度實用性的新軍工裝備。或許正因它們是真正有用的,各國軍方才三緘其口,在默默地開發研究之中。總之至少我自己還沒有聽説共軍有這類的研發計劃,如果讀者有相關的消息,歡迎留言討論。
首先是《看不見的軍備競賽》裏討論過的戰術雷射,自前文發表後一年多來,美軍仍然沒有公開演示100KW的作戰系統。不過我覺得要將來襲的導彈準確可靠地迅速大量摧毀,本身就不是適合雷射的物理性質的一項任務:不但目標導彈可以針對雷射而加固,新一代的廉價制導飛行炸彈如美軍的JDAM原本就特別堅固,現有的近防炮和近防飛彈都不一定能有效摧毀,沒有質量的光子束先天不足,負擔起攔截任務來更是喫力。所以我懷疑美軍大幅投資在雷射作戰系統上(美軍近年在雷射上的花費沒有公開可靠的數據,但是絕對數十倍於對電磁炮的投資)的真正短期目的不是大張旗鼓宣傳、用來保衛戰艦的近防炮,而是極少公開提及、用來保護戰機的自衛系統。
自從F-22在2005年正式服役之後,人類進入了隱身戰機時代。目前美國的F-35已批量生產,共軍的J-20交付部隊也衹是一年多時間的事,西太平洋上隱身戰機間的對決成爲未來空戰的重要課題。這些新一代飛機的隱身技術主要是針對雷達而做的,能將被一般機載X-波段雷達發現的距離壓縮到40公里以下,大約是好天氣下的目視極限。軍事專家因而普遍預期超視距、中長程的雷達導引空對空飛彈不會是有效的武器,視距内的紅外綫制導格鬥彈才是隱身戰機互相獵殺的利器。結果是不但各國努力開發了具有全向攻擊(亦即無須看到敵機尾部的高溫噴氣口,從其前方也能鎖定)和大離軸角發射能力(亦即相對於母機,目標不須在正前方,可以在發射後繞彎攻擊)的新一代紅外綫陣列成像引導頭(對誘餌有很高的識別能力),而且這些格鬥彈都大型化,將射程延伸到40公里以上(例如美國海軍在2012年特別要求將AIM-9X發展爲Block III,以增加60%的射程)。
既然紅外綫導引飛彈的性能有了突破性的進展,爲了保護昂貴的隱身戰機,全新的反制手段是絕對必要的。而在目前可選的技術之中,我認爲衹有雷射能在5-10年内完成部署;這是因爲紅外綫導引飛彈的性能提升主要來自新一代的陣列成像導引頭,它本身是比一般攝影頭還要脆弱的光電設備,必須在液氮冷卻下才能工作,而雷射天生就是光電攝影頭的剋星,不但無需100KW的功率,連10KW用來摧毀幾公里外的光電頭都綽綽有餘。其實連單價2-3百萬美元的99式坦克都早在10幾年前就已裝備了雷射自衛系統,比它貴上40倍的J-20實在沒有任何理由不裝。一旦技術成熟,還可以用來直接攻擊對方的戰機,摧毀其觀瞄設備,這些先進光電觀瞄設備正是F-35戰力的主要來源,對紅外綫雷射基本無法設防,有極大的軟肋;所以我對美軍和共軍在2025年前部署機載雷射自衛系統有很大的信心。
二、陆军
另一個我認爲可能在未來十年内裝備共軍的新武器是超遠程火箭彈。一般的火箭彈如共軍裝備的PHL-03(P炮-H火-L輪,這型12聯裝300mm口徑的卡車載火箭炮是俄製龍捲風火箭炮的仿製版)或美軍M270系統所用的227mm口徑MLRS原本設計射程都在70公里左右,這已超過155mm火炮發射無制導彈藥的40-50公里射程,大約相當於軍(共軍和蘇軍)或師(美軍)級的偵察極限和攻擊縱深。PHL-03因爲口徑和重量(800 kg,相對於MLRS的300kg)較大,後來中共換裝了等同美軍的高性能火箭引擎後,射程達到了150公里,這要從福建沿海攻擊澎湖是綽綽有餘,但是若要打擊臺灣本島的目標就不夠了。
其實紙面上最適合臺海戰役先期火力準備的地對地投射武器,反而是國軍在2010年從美國買了226枚的ATacMS Block IVA袖珍彈道導彈,彈重1.67噸,射程300 公里(很多導彈的公開射程指標都在280-300公里之間,這并不是因爲這樣的射程特別有用,而是受國際條約Missile Technology Control Regime的限制,外銷型射程必須小於300公里,而内銷型的性能往往是保密的;例如共軍的YJ-62最大射程其實是600 公里,但是外銷型衹號稱280公里;ATacMS Block IVA的外銷型射程號稱略小於300公里,實際上應該在350公里左右),在最大射程時的彈頭重230kg,所以有效載荷比是230/1670=14%。這個載荷量是小了點,但是國軍是守勢作戰,打擊的目標不是堅固的堡壘,而是準備登船渡海的野戰部隊,沒有什麽工事防護,所以毀滅力可以用子母彈頭來增强。
共軍用來打擊國軍堅固陣地的地對地投射武器有二炮自行招標開發的DF-15和原本由航天工業部搞來外銷的DF-11兩型。後者較小也遠較便宜些,適合與火箭炮以及ATacMS來做比較。DF-11A重3.8噸,射程至少有500 公里,彈頭重800公斤,有效載荷比是800/3800=21%。國軍購買ATacMS的單價超過400萬美元一發,DF-11A在近年的價格卻仍然衹有130萬美元,共軍似乎是占了大便宜了。但是DF-11A的精度不高,據稱誤差達到200米(慣性制導;若加上衛星制導,誤差應可壓到50米以下,仍然不足以打擊點目標),衹能攻擊機場之類的大型目標,這也是爲什麽共軍還保留了幾百枚遠較昂貴的DF-15,準備依靠它較佳的精度來對點目標(如國防部)做手術式的精確打擊。
DF-11的精度雖然比不上ATacMS和DF-15,但是相對於衹有簡易制導的火箭彈還是好得多了;它的白菜價更是嚴重壓縮了超遠程火箭彈在共軍序列裏能存活的空間。例如增程後的PHL-03,單價達到12萬美元,彈重840kg,彈頭重230kg,在150公里射程的誤差就與DF-11相當。如果要開發能替代DF-11的火箭彈,它的射程必須至少加倍,精度也就必須加倍(精度=射程/誤差),載荷則必須增加三倍多,而價錢卻不能成長超過十倍,這是非常困難的。中共的航天科技集團七院在20多年前就開發出衛士(WS)系列,2004年展出的WS-2D射程達到了400公里,但是精度比PHL-03還低,載荷也仍然衹有220kg;如果要改進精度到DF-11的水平,就必須改裝同樣的高精度慣性制導部件,這就是WS-3系列。可是彈道飛彈/火箭彈的慣性制導部件占總價格的1/2以上,那麽彈重1.2噸,載荷卻衹有DF-11的30%不到的WS-3型,無論如何也不可能在性價比上與前者競爭。2004年同在珠海航展出現的還有B611型袖珍彈道飛彈,彈重兩噸,射程150公里時載荷也衹有480公斤,所以也和衛士系列一樣衹能嘗試做外銷(後來成功賣給土耳其)。
所以我預期在未來十年可能出現而且取代DF-11的超遠程火箭彈,并不是傳統式的設計,而是一個全新的概念:也就是火箭助推滑翔彈。簡單地說,就是把美軍的聯合戰區外武器(Joint Standoff Weapon,JSOW)稍加放大後加上一個火箭助推器,從而把一個空射的武器改爲陸射的(國軍的雄風三型正是經過了這樣的改裝,參見《台灣沒有航母殺手......也沒有需要》)。這裏的妙處就在於滑翔彈的速度較慢,衹用很便宜的GPS(共軍顯然必須改用北斗)低階慣性導航就可以達到極高的精度。美軍自用的JSOW單價衹有28萬美元,共軍沒有花費超過20萬美元的道理,再加一個10萬美元左右的助推器,總價在30萬美元左右,載荷卻已達400kg以上,射程也輕易達標。如果需要更大的彈頭,滑翔的物理效率遠高於自由彈道,即使載荷加倍,價格的增加也很有限(主要集中在更大的助推器上),應該衹需40萬美元左右,那麽就能以三倍的性價比來對DF-11做替換。
滑翔中的JSOW,中共的軍工業已經展示過自家的大號版本。改裝爲陸射後,其所需的發射筒尺寸與WS-2系列相同。
不過我對這個新裝備出現的機率沒有太大的信心。這倒不是因爲上面的分析有什麽問題,而是因爲其作戰任務剛好介於陸軍的戰術級別和二炮的戰略級別之間,算是一個戰役級的武器。DF-11歸二炮管,火箭炮卻是中共陸軍的裝備;要用陸軍的新武器來直接取代或補充另一個軍種的配備,在任何一個國家的軍事官僚體系下都是很困難的。DF-11A在1999年才定型,還剩有很長的壽命,替代它并沒有急迫的需要,所以這項換裝并不是水到渠成的事。
一年前在珠海航展驚鴻一瞥的WS-43火箭助推滑翔彈,前方是其發射車的模型,與WS-2和WS-3通用。這個助推器太小,看來射程頂多衹有150公里左右,所以不能用來替換DF-11。我年紀大了,記性也跟著差了;雖在去年看過這張照片,昨天寫稿的時候卻完全不記得,或許這個火箭助推滑翔彈的構想就是WS-43在我潛意識中留下的。我其實很高興發現中共已經有了這方面的研究,因爲原本寫這篇文章時,還怕被罵“資敵”(當然那是太高估這個部落格的影響力,也太低估中國軍工業的想象力了)。
三、海军
我發表《愚民主政下的指鹿為馬》之後,有全心迷信國軍的臺灣軍迷質問我對共軍反艦飛彈射程的估計。一個他們常用的論述是射程不可能那麽遠,因爲它超過了雷達的探測距離。其實這是外行人自欺欺人的説法:現代戰爭早已是體系的對抗,偵察和打擊是完全分工的。針對遠程敵艦的偵察手段很多,最基本的預警機對軍艦的探測距離超過400公里;無人機則衹受航程限制;大型的HF雷達陣列因爲其電波會被電離層和地面反射,可以超越地平綫而看到幾千公里外的海上目標。
當然美軍的航母戰鬥群自二戰以來就是對外威懾打擊的拳頭,在整個冷戰期間蘇聯一直設法對其即時定位以便爲空襲做準備。當時的主要手段是被動監聽軍艦發出的電磁訊號,因此美軍針對性地開發了用來欺騙和干擾的設備和戰術。干擾主動雷達更加容易,所以最終蘇聯并沒有成功地建立起能可靠跟蹤美國海軍艦隻的手段,反而是美軍依靠較先進的技術和地緣位置的優勢,部署了能對蘇聯海軍做全球性監控的系統,包括水下的聲波監聽站、地面的雷達站、偵察機巡邏、潛艇跟蹤等等,但是最有效、保密程度也最高的,還是海軍海洋監視系統(Naval Ocean Surveillance System,NOSS)。
NOSS基本上就是把無綫電監聽站裝在衛星上,因爲必須進行幾何定位,所以每個NOSS系統由三個衛星編隊組成,相距約100公里,飛行高度約1100公里。NOSS的第一代自1976年至1987年共發射了九組(包括1980年一次失敗),第二代自1990年至1996年間發射了四組(包括1993年一次失敗),第三代自2001年至現在發射了七組,一般壽命在7-10年左右。最新的第三代采用了新的定向技術,每個編隊衹需兩枚衛星。如同地面監聽站一樣,NOSS在敵方艦隊采行無綫電靜默或欺騙時會失效,但是因爲居高臨下,它所收的信號較明晰,對干擾的抵抗力也更強。
中共的保密比美軍嚴格,所以雖然有類似NOSS的系統是在情理之中,我原本不能確定近年中國發射的哪顆軍事衛星是做什麽的。所幸北京清華大學的KKTT最近發表了一篇文章(參見http://liuqiankktt.blog.163.com/blog/static/121264211201510410576402/),提供了詳實的資料。根據KKTT,共軍在2010年左右完成DF-21D反艦彈道導彈的研發部署,與其配套的偵察手段也事先準備完善,在2010年至2014年之間共發射了遙感9號、16號、17號、20號和25號等五組海洋監聽衛星。與第二代的NOSS一樣,它們都是三星一組,相距100公里,飛行於高度1100公里,傾角63 °的圓形軌道上。
如前所述,因爲美軍在冷戰時已經開發了針對無綫電監聽的反制手段,中共還另外研發了光學成像的海洋監視衛星。根據KKTT,於2009年至2015年共有五枚發射入軌,亦即遙感8號、15號、19號、22號和27號。它們飛行於1200公里高的太陽同步軌道,所以可以確定是白晝工作的光學衛星。這些監視衛星再加上監聽衛星,保障了對西太平洋的基本覆蓋,在大部分情況下能對那裏的任何一個海域在兩小時内完成搜索,其情報的精度和速度足以支持射程2000公里的DF-21D和射程3500公里的DF-26對美軍航母進行攻擊。
然而共軍如果要維持對第二島鏈以内海域的完全拒止,必須考慮到美軍無綫電欺騙、惡劣天候低照明情況下的隱蔽、以及反衛星武器對少數幾組現有海洋偵測衛星的打擊,不能安於小成。KKTT也提出三個未來的發展方向:1)主動雷達衛星;2)光學小衛星群;3)地球同步光學遙感衛星。其中,主動雷達衛星主要用來解決無綫電靜默和欺騙,在惡劣天候也能正常工作,不過數量少、高度低,對反衛星武器沒有免疫能力,而且也可能遭受電子干擾。目前還沒有任何消息證實共軍已經立項,不過技術上應該沒有困難。
光學小衛星計劃已經啓動,上月發射的“吉林一號”就是第一階段,共有4枚。明年將增爲16枚,對全世界任何一處海域的情搜更新可在三到四小時内完成。2020年達到60枚,更新周期降到30分鐘。2030年實現138枚衛星的完整覆蓋網,更新率提高到10分鐘一次,對全球海洋的監視嚴密度首次超過美軍。這些光學衛星可以配備紅外綫成像器,在夜間也能工作,但是對雲層遮擋仍有軟肋。因爲它們是50kg級的小衛星,比反衛星飛彈還便宜,數量又多,基本不畏反衛星武器。即使美軍不計工本把它們打下來,我在《共軍小道消息刷新(2015年九月特刊)》提過的快速反應衛星運載火箭(如快舟火箭,最大載荷450kg)也能輕易并廉價地補充戰損。
光學小衛星群是偵測航母戰鬥群的殺手鐧,最後一項地球同步光學遙感衛星衹是錦上添花,可以達到隨處實時偵察的地步。預計今年年底發射的高分四號解析率衹有50米,作爲海洋監視衛星稍微力有不逮。下一代大口徑太空望遠鏡解析率達到3米,據KKTT的消息,已經立項研製之中。再加上九月試飛成功的高超音速無人偵察機,美國海軍的反導系統該會有的忙了。
【後註】2015年十一月3日,美軍試射Super Strypi火箭失敗。這是等同快舟火箭的快速反應衛星運載火箭,美國國防部希望未來用來發射微衛星的載具。其目標價格爲快舟實際價格的兩倍,載荷卻衹有55%,準備時間長達數週,還不能機動,比快舟落後了兩代。快舟依托DF-31發展而來,美國并非沒有類似DF-31的飛彈,其實民兵3型導彈早在1970年就開始部署;但是正因爲40多年過去了,無法重啓生產綫,必須重新設計。而今日的美國軍工業,已無力用合理的價格製造出一個相對基本的產品;美國工業能力的嚴重流失,又再一次顯現出來。