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雄风三导弹研发链供应链调研[10P]
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雄风三导弹研发链供应链调研[10P]
雄风三型反舰导弹是由台湾地区“中科院”研制的一款超音速反舰导弹。该导弹弹长约5.6米,直径约0.46米,重量约1.5吨,以一台液体燃料冲压发动机和两具捆绑式固体火箭助推器作为推进动力,采用惯性导航+主动雷达末制导相结合的制导方式,拥有2.5马赫的最大速度和150公里的最大射程,其增程型号据称射程可达400公里。雄风三型反舰导弹已装备台海空军多年,已经形成作战能力,被台媒吹捧为“航母杀手”。
雄风三导弹由台“中科院”主持研发和生产,但受外部限制和其自身科研水平等因素影响,雄风三导弹的一部分零件可以自产解决,一部分零件则依赖外部进口,属于“半本土化”水平。本文将基于开源情报等渠道信息对雄风三导弹的研发链、供应链进行调研和分析。
雄风三型反舰导弹
研发链
雄风三导弹是台“中科院”擎天计划室基于擎天MK-2冲压发动机测试载具开发的产品,该测试载具所用的冲压发动机技术系“中科院”于1984年从美国渥特(Vought)公司引进而来的。1996年,MK-2试射成功,擎天载具的测试宣告初步完成,擎天计划室同年被并入负责研发反舰导弹的雄风作业室,雄风三型反舰导弹的研发计划正式启动。2004年舰基型雄风三导弹完成研发测试评估,并于2005年在台“成功”级军舰上完成作战测试评估,2007年开始编制预算投入量产。据台立法机构相关文书资料披露,雄风三导弹目前年产能约为70枚。目前雄风三的舰基型号和陆基型号已经成军,担纲起台军对海打击主力重任,而空射型号则正处于研发阶段。
1.研发团队
在世纪之交,超音速反舰导弹仍是技术要求和研制门槛较高的武器装备,台“中科院”为推进导弹研制工作,组织了一批高层次科学工作者参加雄风三导弹研发团队。其中,现任台“中科院”顾问,时任“中科院飞弹火箭研究所”所长、副所长的苏玉本被认为是雄风三型导弹的主推手。他早年在岛内求学,于台大机械工程研究所硕士毕业后进入“中科院”担任助理研究员,1976年被台当局委派到美国普林斯顿大学机械航空工程系公费留学,获得博士学位后回到“中科院”继续参与研究工作。雄风三导弹研制期间,他在固体火箭发动机、液体冲压发动机等方向的技术攻关中扮演关键角色,并主导导弹的系统整合,对雄风三导弹最后顺利成军作出了较大贡献。完成雄风三导弹研制后,苏玉本还参与了“极音速巡航飞行载具”的开发,为“中科院”未来继续研制性能更强的导弹奠定了一定技术基础。
苏玉本与导弹合影
2004年,面对雄风三导弹屡试屡败的困境,时任“中科院”院长龚家政经已退休的“雄风导弹之父”韩光渭院士介绍,聘用同样已退休的前“中科院飞弹火箭研究所”所长王德胜担任雄风三项目总顾问。王德胜一上任便组织团队对导弹的所有研发、实射程序和每一项设计细节进行排查,保障了雄风三导弹于2024年11月实射成功。龚家政本人也对雄风三导弹倾注了大量心血,帮助团队解决了陀螺仪、JP-10燃油等技术难题。
雄风三导弹总工程师张诚毕业于中正理工学院应用数学系,拥有国立清华大学计算机管理决策研究所硕士学位和美国伊利诺伊大学香槟分校计算机科学博士学位,早年曾在NASA跟随丁肇中参与美国的太空研究计划,返台后进入台“中科院”担任“雄风计划”的专案总工程师。
时任“空军官校”飞机修护专业上尉教官的徐子圭参与了雄风三导弹的气动设计。徐子圭长于机电整合、流体力学、空气动力学等技术方向,发表了近三百篇论文,拥有包括F-16V战机发动机监控诊断系统在内的四十多项专利,被台军方媒体追捧为所谓“国军发明王”、“空军爱迪生”。
现任职于台“中科院系统发展中心”的王定国是雄风二、三型导弹制导系统的研发负责人,其在担任“中科院资讯通信研究所”组长、副组长期间,率领团队执行雄风二、三导弹制导系统和火控系统的研制量产工作。
同样任职于台“中科院系统发展中心”的范墉是负责雄风系列导弹构型精改和生产管理的技术师,台方媒体称他执行的雄风三导弹构型精改任务大幅提升了导弹的性能。在执行“海空战力提升计划及特别预算案”期间,范墉主持导弹的生产管理,推动雄风系列导弹实现产能提升,较好支持了台军历年演训和测试工作。
2.陀螺仪
中远程导弹如果要实现长距离稳定准确飞行,就必须要借助弹体内的惯性导航系统尤其是陀螺仪来发挥作用。台方认为,作为中远程反舰导弹,雄风二、三导弹需要的是零偏不稳定性(该指标越低代表陀螺仪越稳定,能使导弹越精准)达0.001度的所谓“战略级”陀螺仪。根据台方现用的划分办法,陀螺仪分为五级,其中,低精度陀螺仪零偏不稳定性为10度每小时,战术级陀螺仪为1-10度每小时,中精度陀螺仪为0.1-1度每小时,导航级陀螺仪0.001-0.1度小时,战略级陀螺仪零偏不稳定性则要低于0.001度每小时。但在雄风三导弹研制初期,台方无力生产满足军用的陀螺仪,遂向美方求购,一开始美方只肯售于台方战术级陀螺仪,战术级陀螺仪被认为是只适用于短程导弹,一旦被用于打击200公里外目标则将产生较大误差,但后来美方连战术级陀螺仪也不肯向台兜售了,倒逼台方另寻他路。2007年,“中科院”通过至鸿科技股份有限公司作为中间商向俄罗斯OPTOLINK公司采购光纤陀螺仪。依赖俄制元部件过渡了一段时间后,在时任“中科院”院长龚家政出面联系下,“中科院”最终在一位曾在美国主持过光纤陀螺仪研发工作的专家支持下,自行研发出了战略级光纤陀螺仪供雄风三导弹使用。
由OPTOLINK公司生产的另外一款三轴光纤陀螺仪
3.JP-10燃油
与常规飞行器不同,超音速导弹的运行需要效能更好的高密度航空燃油。台“中科院”在研制雄风三导弹过程中选定JP-10燃油作为该导弹的推进剂,这种燃油是内四氢二环戊二烯、外四氢二环戊二烯(一种合成燃料)和金刚烷的混合物,具有密度更高、凝固点更低、释放能量更多的特点,因此其高度适合应用于军事和航空航天领域。在雄风三导弹即将完成研制时,“中科院”原本想直接向美国求购JP-10燃油,但因美国认为台方是“鱼叉”导弹潜在客户,有意阻扰台自研反舰导弹,遂不向台方出售该型号燃油,龚家政因此决定自行试制。两个月后,“中科院化学研究所”在实验室顺利提炼出少量JP-10燃油。尽管实验室产量无力支持导弹量产所需,但龚家政仍对外宣称“中科院”已掌握JP-10燃料的制造工艺,倒逼美方供应商上门主动推销,解决了雄风三导弹的燃料问题。
4.后续改进
2016年,台“中科院”以“磐龙专案”名义启动增程型雄风三导弹的研发工作,该专案规划在7年内即2023年前完成研制。2022年,台方在“提升海空战力特别预算案”中的“岸置反舰导弹第二阶段计划”名目下为增程型雄风三等雄风导弹设立了超四百四十亿新台币的预算额度,规划了未来台军应采购该导弹并将其补充进“海锋大队”。增程型雄风三导弹将区分海基型和陆基型两种型号,射程可达到300公里以上,据台方披露,增程型雄风三导弹已于2024年年中交付台军。
台“中科院”从2022年开始以“雄鷙专案”名义同步推进空射型雄风三导弹的研制和小批量生产工作,该专案规划在6年内即2028年前完成雄风三导弹“小型化”的目标。该专案的具体要求是要将雄风三导弹的规格尺寸压缩到弹长5.5米以内,直径0.36米以内,重量900千克以下的水平,以便于IDF战机利用其在两侧翼中部位的重挂架挂载两枚导弹。经过两年时间开发优化,雄风三导弹重量虽有所减轻,但仍未达到减重至900千克以下的目标,若按目前技术状态投用,则只能改为在IDF战机机腹挂架下挂载一枚导弹,作战效能将低于预期。
供应链
台“中科院”作为负责雄风三型导弹研制和总装的科研机构,其自然是雄风三型导弹的一级供应商。除此外,有多家岛内/外科技企业为“中科院”供给导弹零部件,这些科技企业是雄风三型导弹的二级供应商。而为相应科技企业供给原料的上游企业,则是导弹的三级供应商。本部分将按导弹结构,对已知的雄风三型导弹子系统二级、三级供应商进行陈述。
雄风三导弹部分部件研制方/供应商透视图
1.导引头
导引头通常装置于整枚导弹最前端,为导弹制导的基础部件。雄风三导弹在研制初期曾使用美制雷达导引头,后因遭到管制遂寻求自制。根据“中科院”介绍,其研制的雄风三导弹主动雷达导引头能为导弹提供射后不理、路径指定、多转折点指定及末端掠海突防的能力。该型导引头还采取变频与高宽频设计,具备反干扰能力。
雄风三型反舰导弹导引头外观
雄风二型反舰导弹导引头内部结构
雄风三导弹的主动雷达导引头由“中科院”负责研发,其部分核心部件则采自台岛本地的民间科技企业。其中导引头所用的微波功率放大器由全讯科技股份有限公司研制。全讯科技位于台南市科学工业园区新市区,目前拥有员工约280人,注册资本7亿多新台币,主要产品有场效应骞堋⒐β史糯笃鳎⊿SPA)、T/R组件等,具备年产一万五千片4英寸砷化镓及氮化镓(GaAs/GaN)芯片的产能。全讯科技2024年前三季度营收达9.72亿新台币,增长率达10.8%,其营收增长的主要原因就是全讯同台“中科院”签订的十多份销售合同于2024年交货回款,其中就有多份功率放大器合同,全讯科技号称其生产的功率放大器在同等功率下,相比于传统的行波管具备探测距离远一倍、维修费用降低95%的优势。值得一提的是,全讯科技除了向台方供货外,还向以色列出口用于“铁穹”防空系统的导引头部件。
全讯科技董事长张全生手持功率放大器合影
而导引头内所用的真空微波管等零部件则由宏硕系统股份有限公司生产,该公司位于苗栗县头份市,目前拥有员工92人,注册资本5亿新台币,主要产品有工业用微波发射器、高精度真空元件等。据宣传介绍,该公司具备电脑模拟计算、微波均匀加热、异材质真空焊接等核心技术。根据披露,宏硕系统有多家上游供货商,年进货额约在两千万新台币上下,其中有两家供应商与宏硕系统关系密切,分别是汤玉园陶瓷株式会社(YUGYOKUEN)和阳升企业股份有限公司,其中,汤玉园陶瓷是一家厂房位于日本福岛的中型陶瓷制造商,能为宏硕系统提供满足组装电子元件所需要的氧化铝陶瓷;而阳升则是一家位于新竹的一家精密零件供应商,主要生产五金制品、微波通讯设备用机械零件、半导体设备及零件等产品。同时,宏硕系统也是台积电、ASML等半导体大厂的供应商。
2.战斗部部分
据有关报道,新批次的雄风三导弹很有可能采用六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)作为战斗部装药。据悉,CL-20炸药的爆炸效能将比传统炸药高出40%,可显著提高包括雄风三在内的多款弹药的杀伤力。目前已知CL-20系由台军“国防大学理工学院高能密质实验室”团队研发,可能交台“国防部军备局”高雄大树北第205厂和“中科院化学研究所”屏东鹏园推进剂研制厂两地来量产,台方团队预计未来可以根据台军需求实现月产百吨的产能。
3.弹体部分
弹体承载着一枚导弹内部的各个组件,是导弹的主要构成部分。雄风三导弹弹体所用的钢材由荣刚材料科技股份有限公司生产,该公司位于台南市新营区,员工数量超一千人,注册资本60亿多新台币,专职生产高速钢、合金工具钢、高清净级材料(电渣重熔/真空电弧重熔)等特种钢产品,是岛内唯一一家具有特殊合金钢完整生产线的公司。
荣刚科技除了供应导弹弹体需使用的钢材外,还生产了雄风三导弹冲压发动机内的燃料罐。据悉,此型号燃料罐由VAR级功能性不锈钢打造而成,号称可以适应导弹在高超音速环境下的恶劣工况,其造价约在数万新台币。
荣刚科技生产的冲压发动机燃料罐
4.发射车部分
导弹发射车是整个导弹系统的重要组成部分,负责承载导弹执行机动作战任务。世界各主要军事强国的陆基导弹系统通常会采用军规卡车或特种车辆作为导弹发射车,但陆基型雄风三导弹在研制时考虑性价比因素,选择将标准商用平板拖车改造成导弹发射车,并采用荷兰DAF Trcuk NV公司的DAF 85.460型商用柴油卡车作为动力。据悉,这款商用柴油卡车的最高速度约为120公里每小时,转弯半径约在6-8米,且体积较大,机动性能不佳,因此在进出阵地时相较于军规卡车或者特种发射车耗时更久,被岛内有关人士批评称“具备移动能力,不具备机动战力”。不过值得一提的是,台方目前正在世界范围内选购军规拖车作为新一代导弹发射车,以供擎天极音速巡航导弹、雄风系列导弹等未来使用,其中捷克Excalibur Army集团所属太脱拉(TATRA FORCE)公司的8X8、12X12军规拖车和美国Oshkosh公司的M983型军规拖车均是台方的备选项。
上图为台海军的雄风三导弹发射车,下图为该发射车的原型——DAF 85.460型卡车
总结
通过上述调研,我们可以对雄风三型导弹的研究历程、供应链体系形成初步的了解,同时也能总结出台方近年来在推进所谓“国防自主”的过程中呈现的一些特点。
重视人才培养和运用。台方充分利用其特殊地位所带来的赴美留学便利,培养了一批以苏玉本、张诚为代表的高水平理工科研人才回岛为导弹研制事业效力。
在外采中善于博取谈判筹码。在雄风三导弹研制进度受燃料问题受影响时,台方立足有限技术水平,造了一个“已掌握JP-10燃油制造工艺”的噱头,重夺谈判主动权,倒逼美国主动对台方出售JP-10燃油。
利用本土产业优势,实现导弹部分零件本土化。自上世纪八十年代台方积极参与半导体产业革命以来,在本土培育了一批电子零件供应商,使自身具备了较好的军用电子零件研制和供应实力,因此在自产导弹时可以在岛内直接采购部分元器件,实现了导弹的部分本土化。
装备研制发展思路比较理性。台方自知其军工基础和研究水平落于人后,于是在启动武器研制工作之初中不急于将指标订得过高,而是明确“先有再优”思路,通过单个型号的持续优化改进实现武器性能向主流水平的提升。以雄风三导弹为例,台方先完成基本型雄风三导弹的研制,后续再进一步研究增程型和空射型等改进型号。平心而论,雄风三系列反舰导弹在作战能力上已经部分超越“鱼叉”、“飞鱼”等西方主流反舰导弹。
综上所述,我们可知,台方已经在超音速反舰导弹领域积累了一定的技术储备和供应商群,基本具备未来继续开发“雄风四”等更新锐反舰导弹的实力。
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