【軍事博評】William:羅生門式太空「武器」-FOBS還是跨大氣層航天器?

2021-10-22 14:42:44 最後更新日期:2021-10-25 08:30:57
William Lam

現實中只是個小職員的軍武 / 科普愛好者

 

 gr 1 1蘇聯首支研發成功的FOBS武器,搭載能力甚至比日後的R-36O強,但因為使用液氧與煤油作火箭燃料,需在發射台上起豎及注入燃料,準備時間太長而被放棄。圖片來自連結1

 

英國著名財金報刊《金融時報》於上星期六刊登特稿,指收到數方面的通報,指中國於八月初利用一支長征2C型火箭,進行了一次高超音速武器實驗,而和過去不同的是,該實驗是以部分軌道轟炸系統(下稱FOBS)的形式進行。同時又指該武器已能突破美軍的反導網,先進程度讓美軍也有些意想不到。

事件當然立即引起廣泛討論,不過事隔不到兩天,外交報以「平日鮮有」的高速回應議題,明確指出這不是武器測試,而是試驗可重覆使用航天器,實驗事實上是將航天器打進衛星軌道,然後在繞行地球後重返大氣層,而飛行途中在東海上空丟棄一些已無必要的設備。最後返回國境內降落。言論一出當即引起質疑,指出他講的是7月16日一次可重覆使用航天器試驗,和8月那次根本扯不上邊……

PPP1航天科技集團(神舟系列火箭的設計及生產國營企業)的跨大氣層航天器構想,其實就是一架渦噴、衝壓及液燃火箭組合引擎作為母機、在極高空把子機送入軌道、然後掉頭返回的航天載機。小圖是其最近的子機概念設計另留意716日火箭及載荷的飛行軌跡,被送入軌道的有可能就是子機。留意圖中的飛行軌跡,基本上是飛一圈然後重返大氣層並在一個機場實施水平著陸。(網絡圖片)

 

事情還有更峰迴路轉:幾天後(即10月21日星期四),《金融時報》又「彈出彈入」地再一次改變說法,指這次是7月27日發射的,除此以外8月初還進行了一次高超音速武器試射,不過並未有飛出國境。參照一些說法,7月27日時內地有過劃出過火箭助推段墜落區及禁航時間。若這個說法為真,當日是有向南發射活動的,可能和本次有關。不過一個報道三變四變,誰知哪天又會改變說法?(BTW,有些人應該向趙立堅先生道歉呢)

今次的報道有些奇妙的地方,是特意強調一個已很久沒有聽到的名詞—部份軌道轟炸系統。這事實上是接近60年前由蘇聯率先研發的一種導彈攻擊方法,算很老的技術,但忽然這幾天就捧上天,也沒有人理會當時蘇聯人怎樣想這技術……

 青基本上,FOBS其實是彈頭進入太空前加速度第一宇宙速度水平,成為繞地衛星,並將軌度高度控制於150至200公里的水平。考慮到雷達地平問題,這的確可以盡量壓低預警雷達的發現距離。不過這種「壓低」,其實至少還有1500至2000公里的水平。(圖片來自連結)

 

部份軌道轟炸系統存在的問題?

部份軌道轟炸系統是什麼? 其英文全稱是the fractional orbit bombardment system (FOBS)。60年代初期北美防空系統及相關相控陣雷達投入服役,同時開展反彈道導彈研究後,蘇聯即謀求迴避或突破該空體系,以增加核突擊 / 核反擊的突然性,從而建立威懾美國的能力。早期的構思主要有兩種:1. 能成為繞地飛行數次並隨時丟彈頭的衛星載具;2. 入軌後繞地飛行半個至一個圈,然後重返大氣層的彈頭載具。及後由於第1 項所需火箭重量太大,加上各國於1966年簽署外空間條約,禁止在衛星軌道部署核武器發展第一種構想變得不可行,最後蘇聯還是以R-36彈道導彈搭載只有原來20-25%威力的彈頭,並配合一個減速引擎,發展成R-36O型並作為全球首種FOBS打擊導彈。

BM蘇聯甚少露面的R-36O型彈道導彈及其精密模型,彈頭艙隱約看到重返大氣層用的減速火箭噴口。(圖片來自連結1連結2)

 

好景不常,這種導彈只配屬到一個火箭旅並只有18個發射井,全周期造了大約120發導彈(因為每次注滿燃料後壽命七年,同一時間部署加庫存的導彈可能有50枚左右),最終於1983年 SALT-2條約生效後便除役。

要留意的是,當年蘇聯發展軌道轟炸系統基本上是成功的,而且其實未違反外空器條約—當時他們的辯解是這東西入軌都未夠一圈就重返大氣層。其提早退役的原因事實上有很多,運用上的困難是其中一大特徵,例如要停留在軌道一段時間再減速再入大氣層,準確度還是比正常彈道為差(以R-36O為例,其與標準型R-36/36M的差距其實是1.3KM VS 500M),而且載荷更低,因為要將其加速至第一宇宙速度才能入軌,載荷也只能更輕了。更有甚者,由於需要讓載荷入軌,更需要大型的彈道導彈才成,一枚重型彈道導彈只能配一個中型核彈頭,其實也不甚化算;至於作為主力的中輕型彈道導彈(如UR-100系列)與潛射導彈就更無法作為軌道轟炸的載體。

 sbirs low fds 1自1970年開始發射的DSP紅外預警衛星(總共五代)及其承繼者SBRIS。就算到今天SBRIS亦只能提供初步的彈道數據,但能在導彈發射的1分鐘內就能偵測熱訊號及提供最初預警,對於展開核反擊程序及預早通知攔截單位還是很有作用的。(照片來自維基百科英文版Gunter’s Space Page)

 

除了運用問題外,這系統還有兩點嚴重違反了當年的核威懾邏輯:

1. 北極彈道的優點在於所需時間短,20-25分鐘內就可打到美國本土,有機會在對手發動核反擊前盡量多打掉對手的核武器,然而若取其他方向的話,導彈在空時間需要更長,甚至可以長達40分鐘甚至更久,讓對手有更多反擊時間;

1347244968 K219 DN SC 87 00808若果由核潛艇潛伏在廣闊的中大西洋、西非沿海、白令海甚至北極海,一旦向美國本土發動導彈攻擊,不但同樣有不同角度優勢(由東、西方發射),而且發射到擊中時間可能只有10-15分鐘,美軍更難有效反應過來的。(圖片是1986年在美國東岸東南部1600公里左右、正進行戰備值班的K140。由於發射筒因故破裂,海水涌入彈筒並造成其中一支導彈爆炸,故被迫上浮並棄艦,最終該艦入水沉沒。圖片來自連結)

 

2. 美國於70年代初已發展出DSP彈道導彈預警衛星,可探測上升段時的熱力及基本軌跡,亦即是說就算發射什麼洲際彈道導彈,都失去突然性。如果你大量發射先發動核突擊,但對方一早知道且有35-45分鐘時間準備,那豈不是讓他們可以在導彈落地前先發動「先制核反擊」?加上70年代美軍因應潛射彈道導彈多向攻擊的威脅,也已經在美國四方都興建大型相控陣預警雷達(即日後著名的AN/FPS-115鋪路爪 / PAVE PAWS),那那謀求第一擊打擊對手、大幅削弱反擊能力並讓對方首領思考是否發動反擊的努力就根本無法完成,自己更是先被一輪狂炸!

BMEWS Coverage 3S至七十年代後期美國東、西、北三部鋪路爪及80年代南向於亞里桑那州Eldorado空軍基地的鋪路爪完成後,美國已獲得全方向的雷達預警,亦削減了對潛射飛彈及FOBS在內的偵察盲區。現在除Eldorado的雷達關閉(但基座猶在),加上AN/FPS-123作為鋪路爪國內版的升級計劃,以及在海外部署的幾部鋪路爪、具備太空目標偵察能力的神盾艦隻及軌道上的紅外偵察預警衛星, 要發現及追縱FOBS並不是不可能的。(圖片來自The Soviet Fractional Orbital Bombardment System Program)

 

 

時至今天又怎樣呢?需要了解的是,現在是雷達及戰情資訊聯網化的時代,而且相控陣雷達白菜化(尤其是美軍的驅逐艦全神盾化 / 解放軍海軍驅逐艦幾乎全主動相控陣化),相當於遠程預警雷達全世界通處跑,且DSP紅外預警雷達亦已成體系,美國海軍及盟國的神盾艦及來自地球軌道的偵察手段下,FOBS不同方向性突襲的優勢,又是否繼續存在呢?只要早期發現,就算無法攔截,人家一樣可發動先制核反擊來個同歸於盡。

PPP2美軍伊利湖號導彈巡洋艦於2008年2月20日BURNT FROST.行動中發射SM-3型導彈擊毀一個正處於衰變軌道的損壞大型偵察衛星USA-193。事實上若採用FOBS進行次軌道攻擊,其實代表彈頭有一段長時間維持於衛星軌道上,高度也不會有激烈改變,反而較容易成為醒目的目標。(資料及圖片來自連結1)

 

其次,如果你能把高超音速滑翔彈頭塞進一般彈道的遠程導彈,那就算是否使用FOBS形式,彈頭以現有科技而言還一樣難以攔截,但FOBS有個更大的問題:人家至少有50-75%彈道是「入軌」(相當於低空衛星軌道),而計算衛星軌道可比計算彈道還容易(因為開普勒定律的緣故),軌道也更為固定,若果附近有神盾反導艦艇,其實是可以在其脫離軌道重返大氣層前就當你是衛星一樣打!所以本人以為近三、四天忽然把FOBS又當成神器來吹捧,實有過份渲染之嫌。在下認為現在俄國的前衛洲際導彈高滑彈頭在全射程的高超音速滑翔距離/時間比例更大,其實威脅力反而更大。

 244643492 2293850510754240 6044809202814110084 n 1圖中上半部為介紹已知中國跨大氣層可重覆使用飛行器計劃涉及的三種候選型號及發射可能使用的載具;圖下是對7月16日發射的基本介紹。(網絡圖片)

 

 

會否是其他用途?

外交部發言人趙立堅被問及中國試驗FOBS時,指出這是誤解,中國只是在進行可重覆使用航天器(空天飛機)的實驗,並指據他所知實驗在7月進行。回到中國的可重覆使用的跨大氣層飛行器(空天飛機)計劃,中國現在至少有三個構形,分別來自航空工業集團、航天科技集團與航天科工集團(構形見圖)。去年10月航空工業集團的機型(神龍)首先由長征2F搭載升空,爾後今年7月16日航天科技集團也於酒泉衛星中心以長征3C型參與滑翔試驗。但現時未有聽聞航天科工集團的構形已進行測試。

EOS Earth Observing System Geostationary satellites polar orbiting satellites Research Q640SSO軌道與繞極軌道同樣是眾多天氣及資源觀察衛星的軌道,而山西太原發射中心的主要任務也是發射這兩個軌道的衛星。(網絡圖片)

 

若參照金融時報的報道,傳說中的FOBS試射是於7月27日進行測試,但就其在報刊中形容該飛彈繞了地球一圈然後返回地球,並比原有預定目標偏離……這不就很像7月16日航天科技集團試射空天飛機模型的情況?兩者似乎都用沒有標記發射序號的長征2C型發射升空,發射日期相近,同樣繞地球一圈然後就返回地球(只是不肯定軌道有沒有不同),降落地點也有一定差異!說穿了,FOBS和包括穿梭機在內各種可重覆使用返回式航天器 / 滑翔器,所使用的技術有不少相同之處,尤其是減速返回地球及在大氣層外緣進行相當長距離的高超音速滑翔方式並無異誌,基本上能研發衛星軌道重返大氣層技術的國家,都有能力做到。再講,就算是向南發射,那也可以是極軌發射或SSO軌道發射(理由是軌道與正南極夾角約7度,符合一般繞極軌道特點),並不必然和部分軌道轟炸系統有關。

FCMC由TWITTER知名軍事研究帳號East Pendulum根據7月27日的NOTAM禁航通告的位置向南不斷延長,可見其延長線超過20000公里後來到美國東岸。不過這軌道 / 彈道並不是正南方,而是和南極點有超過5度的偏差,估計這可能是一種SSO或者繞極軌道(通常與地球自轉軸有7度的偏差)。另外其進入北美州之處,仍是可給美國東岸的預警雷達偵察到。(照片來自GOOGLE EARTH)

 

好了,前兩次都有報道宣傳,為何這次疑似試驗(需要強調,這是疑似)也沒有任何消息?這可能和其設計單位有關—航天科工集團性質遠比前兩者神秘,民用色彩少得多,因為其子公司主要負責解放軍的導彈項目,本身就相當低調,甚至在其網站都沒有進行產品宣傳,只是介紹其機構情況及轉載主要的航天發射消息,如果今次試射有成功的話,會不會宣傳都是一個問題,若果是失敗或只是部份成功的話,似乎就更難指望它會說些什麼了。

FCPBoQQQA結果嘛,就在本文即將寫完前,航天科工的公眾微信號忽然亮出其騰雲工程試飛任務勝利紀念章,以及研究團隊在一降落場(疑似一片荒漠)的留影。縱合7月27日各個和火箭助推段墜落區及長形禁航區範圍,其中一個禁航區疑是就在青藏高原上某高地!而且根據知名軍事研究帳號East Pendulum所言, 每次發射時NOTAM的時間長度大約都是1小時35分,若配合"騰雲九萬里"(45000公里)的口號,那幾乎就相當於在600公里軌道上轉地球一圈,並大約於87-90分鐘內完成,然後重返大氣層進行水平著陸......要提一提的是,向另一個方向的禁航區,可能是一種欺敵手法。(圖片來自航天科工的公眾微信號及East Pendulum的Twitter)

  

後記:

今次事件的傳播,本來就有不少難解之處:

1.為何所謂國安背景人士只傳訊息給一個更著眼於金融經濟而不是軍事或科技新聞的媒體,而不是類似珍氏之類的專業軍事或技術媒體?這樣做究竟有什麼目的?防止有識之人在爆料時加入自己的分析與質疑?更奇怪的是,報道的主要資料還轉了幾次,而且解釋似乎不太專業(例如指發射可輕易迴避美國的預警雷達偵察,但又無視美國雷達預警機制的多向性),這究竟是一般的報道,還是刻意的誤導?

2.FOBS原有的突然性及攻其不備的優勢早已在七、八十年代已消失大半,為何今次又再提起且論者好像都忘了這點?高速滑翔彈頭用在遠程導彈還是FOBS上都是難以有效攔截,為何加到FOBS上就好像變得更恐怖?且其故有弱點又好像忽然被論者無視的?

BM22穿梭機或X-37等重返大氣層時,基於機身都有乘波體設計,在上大氣層其實都能滑相當長的距離,難道我們也能夠將這些東西都有能力成為FOBS甚至OBS(軌道轟炸系統),從而指控發射國違反外空間條約?(圖片來自連結1連結2連結3)

 

3.事實上返回式跨大氣層航天器(穿梭機之類)和FOBS有很多相類似之處,且人家同一個酒泉基地在早半個月前也做了前者的實驗,且雙方特徵很相近,怎麼一口咬定後者是FOBS系統的測試?還是傳聞中8月(或7月)的航天器試射因為使用了極軌道或SSO軌道,所以被認為和FOBS有關?

4.美軍堅稱這東西是FOBS,並強調難以發現,但奇怪的是他們的情報好像對這東西的飛行軌跡瞭如指掌,甚至連降落時有所偏離都知道。那不是很矛盾嗎?不過,既然他們認定是FOBS,但美軍又沒有提供任何其彈道高度的數據以作證明(這可是FOBS的重要特徵呢),這究竟又算什麼指控?

63s146qn52rs4321o752qqsnq158pn2o在風洞中模擬子機與母機分離的跨大氣層航天器實驗,有指這和航天科工的騰雲工程有關。(網絡圖片)

 

個人認為,今次事件有很強的操作性,例如刻意誇大FOBS如何威脅戰略安全,但又沒有充份證據拿出來證明那是FOBS,更有甚者,報道的說明和圖例也交給一個沒有什麼報道軍事新聞,正如一位FB友所講:為何這份有點問題的軍事情報會由一個沒有什麼軍事與技術新聞背景的大媒體報道?現在最應先了解,可能是什麼機構向金融時報提供消息,會否是某位前主管當著媒體面講We lied, We cheated, We stole是他們宗旨的機構.......

 

發佈於 軍事博評
By 2021-10-22

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