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自特朗普2017年就任美国总统以来,中美关系急剧恶化,呈现出政治、经济、军事、科技等全方位对抗。尤其是在今年11月美国大选临近之际,特朗普的各项民调明显落后于对手拜登,各界观察家都在猜测特朗普的疯狂性格是否会肆无忌惮地挑起中美军事火热对抗,以挽救他的大选,并给世界是一个“十月惊喜”。
自今年5月20日蔡英文上台以来,台海局势持续升温,各种摩擦和军演不断。如果中国大陆最终不得不选择军事手段解决台湾问题,美军是否卷入台海战争将成为影响局势的重要因素。中国研制多年的弹道导弹反舰系统能否在中美可能发生的军事对抗或未来的台海战争中起到威慑美军的关键作用,也一直是外界关注的焦点。很长一段时间的军事观察员。
一、来自天空的棕榈
二战期间,美军使用航母在太平洋战争中取得了巨大成功。战后,航母一直是美国海军的战术核心。整个海军作战系统是围绕航空母舰构建的。与其他竞争对手相比,航母是美国海军的巨大优势,在数量、质量、技术、经验等方面都远超其他竞争对手。但对于那些对美军有几分心机的国家来说,如何克制美军以航母为核心的海上打击群却是不可回避的话题。
使用弹道导弹对抗航母的想法起源于苏联。 1960年,在“全苏导弹、火箭和航空系统会议”上,时任第52特别设计局总设计师(OKB-52)切洛梅在会上首次提出研制导弹能够攻击海洋。具有机动目标的反舰弹道导弹以抵消美国人在航空母舰上的巨大优势的想法很快得到了喜爱导弹的赫鲁晓夫的支持。1962年4月,苏共中央委员会与苏联部长会议国防委员会审议通过了基于R-27潜射弹道导弹(北约代码:SS-N-6,苏联内部代码:4K-1)的R-27K反舰型@0))弹道导弹(北约代号:SS-NX-13,苏联内部代号:4K-18)计划,发射系统D-5。1970年,第一批R-27K导弹开始进行陆地试验,在卡普斯廷亚尔训练场进行了 20 次试射,其中 16 次成功。 1972年12月,605型(629A改进型)柴电潜艇K-102被用于海上试验和11次海上试验。 10次命中成功,最后一次是在1975年,导弹准确命中目标舰船。
R-27K是两级液体潜射弹道导弹,长9米,直径1.5米,发射重量13.25吨,最大射程900公里,投掷重量1.13吨,使用核弹头。苏军在发动攻击时,首先使用了为俄罗斯研制的“US-P电子情报海上侦察卫星”、“US-A雷达海上侦察卫星”、“TU-95RTS远程侦察机”等侦察手段。 -27K 进行目标搜索。并定位,锁定目标位置后,R-27K由潜艇在水下发射。 R-27K飞出大气层后,首先会部署一个被动电子信号导引头,导引头安装在弹头后部的弹丸上。 ,被动接收目标船发射的电磁辐射,以补充航向修正。当R-27K上升到300公里高度弹道顶点时,导弹弹头雷达开启,进行目标搜索和跟踪定位。同时,导弹调整姿态。捕获目标后,导弹可以多次修正弹道。将目标固定在预定撞击点半径 15 海里(27.78 公里)内的能力。弹道修正后,导弹再入体与弹体分离,将核弹头携带回大气层,导弹沿修正后的弹道指向落点。直到命中目标。
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图 1:苏联海军的 R-27K(北约编号 SS-NX-13),是世界上第一枚反舰弹道导弹
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图2:R-27K攻击的整个过程,由于使用了核弹头,不需要极高的精度。可以清楚的看到导弹是从水下发射的
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图3:为R-27K研制的US-P电子情报海上侦察卫星
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图4:R-27K的被动电子信号导引头,导引头安装在弹头后部的弹体上,这是全展开形式
在 R-27K 发展顺利的同时,苏联人发现了两个悖论。首先是,如果R-27K按原计划装备在潜艇上,而且潜艇通常潜入深海,怎么可能找到900公里外的美国航母?即使卫星或侦察机或其他侦察手段探测到美国航母的动向,潜艇又将如何获知?如果R-27K是陆基部署,还需要实时掌握航母的精确坐标。卫星侦察太有限,必须派侦察机出海侦察美国航母的动向。然后会被航母上搭载的舰载机拦截,侦察机被击落,操作失败。如果你派战斗机护航侦察机,或者干脆用战斗机挂侦察设备进行侦察,你也会被拦截,然后就会发生空战。空战的结果是强方获胜。要想确保胜利,就必须出动大量的战斗机,彻底消灭航母实力超群的战机,而这时候你会发现航母已经没有舰载机了,已经完全丧失了作战能力。也可以用常规手段击沉,或者航母眼看情况不妙,早就远离战区了。陆基飞机的航程遥不可及。如果不是触手可及,就无法进行侦察定位。因此,不能使用弹道导弹。没有实际意义。第二个悖论更加致命,因为R-27K被定位为战术武器,但它使用的是核弹头。一旦使用,必然会遭到美军的核报复,进而两国核战争的规模和水平将呈螺旋式上升。 ,并最终一起摧毁,这显然不是苏联海军的初衷。于是苏联海军迅速放弃了R-27K以及正在研制的更先进的R-33K和D-13发射系统,直到苏联解体后才研制出反舰弹道导弹。分页标题#e#
二、中国解决方案
1996年台海危机期间,美国两艘航母直接驶入台海。中国遭受了巨大的屈辱,也承受了巨大的军事压力。如何遏制以航母为核心的美国航母战斗群?甚至不让他们上战场,威慑美军参与未来的台海战争,用弹道导弹对抗航母,无疑是一个理想的研究方向。
与苏联不同,苏联想与美国争夺全球霸权。从一开始,R-27K 就安装在潜艇上。但是,中国设想的战争背景是,美军可能会介入未来的台海战争,战场必须在中国沿海和台湾地区。航母要想发挥作战能力,就必须进入其舰载机的作战半径,而且在这个距离上很长一段时间,至少要等舰载机回来,而在这个距离上中国背靠大陆,太空有卫星、天上有飞机、有地面雷达等手段帮助解决搜索、定位等问题,弹道导弹体积和重量适中,无需安装一艘船。它可以在陆地上发射,也可以在本土随意机动,解决生存问题。此外,祖国随时可以得到后勤、人员、技术的全方位支持,拥有超高的可用率。成本适中。经过一番争论,中国觉得用弹道导弹对抗航母是完全可行的。
但真正的技术难点和当年的R-27K完全一样,就是如何解决航母的搜索定位问题。一般来说,有几种传统的方法。一是中国研发多年的超视距雷达(OTH)。超视距雷达通过电离层反射原理,可以探测到最远3000公里外的大型地表目标;二是海洋侦察卫星。 ,我国研制了先导、遥感、高分、海洋等一系列雷达、电子、红外、光学等多用途卫星;三是在当地设置的岸基电子监听测向系统,可以下海。用于被动测向定位的水面舰艇的电磁辐射。然而,这些方法有很大的局限性。一是超视距雷达精度太低,误差可达几十公里到几百公里,受自然条件和天气影响较大,仅具备一定的预警能力;二是因为卫星受到不同轨道的限制。如果他们想回到同一个区域,尽可能快十多个小时,尽可能慢半个月。根本无法提供实时数据,而且卫星轨道参数是固定的。在行进路线时,可以有针对性地避开卫星的高空侦察。雷达卫星、电子侦察卫星和超视距雷达也可以利用电子战进行电子干扰。光学卫星和红外侦察卫星会受到恶劣天气的影响。不工作时也可被激光致盲;第三,岸基电子探测测向系统只能计算出目标的大致方位,而美国航母在非战斗时可以长时间保持无线电静默,也有可能被虚假辐射源欺骗。 总的来说,以上三种方法都有很大的局限性中国的反导弹拦截系统,无法直接生成弹道导弹可以直接攻击的火控参数。即使不受干扰,生成的数据也仅供参考。至于派出传统侦察机出海搜索航母侧面,无疑是大海捞针,难免会被舰载机拦截。
茫茫大海解决不了航母搜索定位问题,势必重蹈R-27K的覆辙。外界也一直在猜测中国将如何解决这个问题。到2019年中华人民共和国成立70周年之际,中国公布了最终解决方案,即乌镇八号。从外观上,我们至少可以看出,乌镇八号具有以下显着特点。首先,乌镇八号是无人机;其次,乌镇八号没有进气口,也就是说没有传统的安装方式。吸气式发动机,从尾喷口分析,乌镇八号搭载火箭发动机;第三架乌镇八号背面有一个挂点,表示可以从空中发射;四号乌镇八号为三角形机翼设计,从展弦比上突出高超音速性能,机身设计为高超音速乘波滑翔机;第五种设计还考虑了高隐身性能。
二战后,世界上第一架火箭动力飞机是美国X-15高空高速试验机,由美国宇航局、美国空军、海军和北美航空公司共同完成。由于使用火箭发动机,不需要从大气中吸收氧气,X-15的理论上限可以无限高。事实上,X-15在实验中已经飞到了108公里的高度,已经深入太空。相关飞行员还取得了航天员资格。由于极高的超音速升阻比设计,X-15 的速度也非常快,创下了6.72 马赫(7275 公里/小时)有人驾驶飞机的世纪纪录,一直保持到这天 。乌镇八号虽然使用与X-15相同的火箭发动机,但有着明显的不同。首先,乌镇八号本质上是一款高超音速滑翔飞行器。从已发表的技术论文来看,乌镇八号火箭发动机可以启动35分钟。主要用于乌镇八号发射初期建立高空高速状态。乌镇八号实际上大部分飞行时间都处于高超音速无动力滑翔状态。火箭发动机只有在需要能量补充时才会间歇性开启。无动力滑翔大大提高了乌镇八号的航程。相比之下,X-15发动机使用最小推力的启动时间仅为270秒。从官方公布的乌镇八号飞行时间为“几个小时”来看,乌镇八号的飞行半径可能会超过8000公里。更远,速度可达6至8马赫;二是飞行高度,乌镇八号当然可以飞上太空,但是太高的飞行高度是没有意义的,乌镇八号机翼的尾部还是装了气动翼型,显然是考虑调整飞行姿态通过大气飞行中的气动翼型。然后高度约为50公里(50,000米)。如果空气稀薄,气动翼型将不起作用。它非常有限;第三是乌镇八号的侦察效率,可以和SR-71相提并论,SR-71可以在2.40000米的高度以3.2马赫的速度巡航,在这个高度和速度下,SR-71每小时可以拍摄26万平方公里的地球表面。假设乌镇八号使用同等技术水平的侦察设备在4.8万米的高度进行侦察,那么它到地面的可见区域将是SR-71的四倍在2.4万米的高度,再计算乌镇八号以6.5马赫以上的速度飞行,每小时侦察面积将达到208万平方公里。以350万平方公里的南海面积计算,一架无锡8号可以在1.5小时内侦察整个南海。
如果侦察日本,只需15分钟,乌镇八号可以从日本最南端的冲绳飞到最北端的宗谷海峡,拍摄整个日本本土;第四,乌镇八号的生存能力、高空高速无疑是最好的防御武器。目前世界上主流的防空导弹,如美国的“爱国者2”和“标准6”,俄罗斯的“S-400系统”,欧洲的“S-400系统”。这些防空系统主要是为传统的气动目标设计的,主要是战斗机。目标高度一般不超过30公里(3万米),速度不超过3马赫。以SR-71为例。 ,SR-71在整个服役期间共发射了4000多枚地对空导弹,但凭借高空高速的优势,SR-71从未被击落。乌镇八号的速度更快,高度更高,远高于世界上任何防空系统的能力范围。没有战斗机可以拦截乌镇八号。乌镇八号理论上是绝对不可能攻击状态的,更何况乌镇八号还有高度隐身设计;归根结底,乌镇八号是没有驾驶舱、飞行员、操作系统、生命支持系统等的无人机,可以更极致,使用中必要时可以忽略回程,空降时间可以翻倍,任务处理更加灵活。分页标题#e#
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图5:美国高空高速实验机X-15,二战后第一架火箭动力飞机
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图 6:X-15 在研制时有两个平面图:左边的三角翼平面图和右边的常规布局平面图。最终X-15选择了右边的常规布局方案,没有侦察-8选择了左边的三角翼方案,这在历史上是一个惊人的巧合。
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图7:乌镇八号穿越长安街,全球首架高超音速滑翔无人机量产
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图8:为中国研制的第一代反舰弹道导弹东风21D
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图9:为中国研制的第二代反舰弹道导弹东风26,因其射程覆盖关岛,也被称为“关岛快车”。
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图10:为中国研制的第三代高超音速反舰武器东风17是世界上第一款量产的高超音速武器。严格来说,这已经不是弹道导弹了
完整的攻击流程如下所示。首先,乌镇八号由H-6或其他母机携带,在离中国海岸约10公里(10000米)的高度巡航。 8号发射升空,对目标海域进行搜索定位。当然,多架No-Reconnaissance-8可以直接用于对美国大型航母可能出现的海域进行定期侦察。事实上,展开的航母战斗群面积很大,不是可以隐藏的目标。乌镇八号的侦察效率极高,可以快速找到航母的行踪,进而召唤隐形亚音速无人机。飞行器长时间连续跟踪。一旦发出攻击任务,无人机可以立即提供航母的准确坐标,然后根据目标的距离选择不同类型的炸弹进行打击。在导弹飞行中段和再入攻击端,无人机还可以通过数据链不断更新航母最新坐标,补充弹道导弹的主动雷达制导。跟踪和监控的亚音速无人机可以在高空远距离被多架无人机跟踪。它可以在距航母数百公里的20公里(2万米)高空进行无声跟踪。由于无人机的隐身特性,航母可能永远感知不到它们的存在。
三、美军的困境
对于美国航母战斗群来说,防御来袭弹道导弹几乎是不可能的。直接的挑战是如何发现来袭的弹道导弹以及如何拦截它们。
对于来袭弹道导弹,首先美国SBIRS导弹预警卫星可以提供预警。 SBIRS 卫星部署在地球同步轨道 (GEO) 和极椭圆轨道 (HEO)。它可以响应中国的反导弹拦截系统,但SBIRS卫星探测到的数据不能形成火控参数。如果航母战斗群中的驱逐舰和巡洋舰想要拦截来袭的弹道导弹,就必须使用自己的雷达来寻找和跟踪目标,但这会带来几个问题。首先,航母和护航舰在踏入中国反舰弹道导弹射程红线时可能处于无线电静默状态。航母战斗群继续安排舰艇使用宙斯盾系统的SPY-1相控阵雷达大功率扫描数百公里外的外层空间,进行主动预警。雷达的巨大能量消耗会导致舰艇快速耗尽燃料并失去战斗力。而且,宙斯盾系统本身无法实现持续最大功率警戒;第三,即使美军使用宙斯盾系统的SPY-1雷达这样做,及时发现来袭弹道导弹的概率也很低,因为SPY-1相控阵雷达设计的主要目的是跟踪战斗机——型目标和掠海反舰导弹型目标在大气层中低空和中空。防护罩根本不是为此而设计的。
相同技术条件下,雷达性能等于天线尺寸与输出功率的乘积。对于美军航母战斗群来说,单独在海洋中,很难获得岸基雷达的实时数据支持。如果要在外太空搜寻来袭弹道导弹,只能依靠配备宙斯盾系统的舰船,但这项任务非常重要。对于SPY-1雷达而言,无论是天线尺寸还是输出功率都小而可怜。 SPY-1雷达的理论最大搜索距离约为450公里,但对于雷达来说,搜索距离越长,视场越窄,即看到的空域面积越小,因为随着搜索距离的增加,要搜索空域会成倍增加,但不可能增加雷达的输出功率和波束。因此早期的SPY-1雷达实现了360度全空域警戒半径只有85公里,对于300公里以外的警戒只能断断续续扫描。经过不断改进,全空域警戒半径逐渐增加到200公里左右。 因此,SPY-1实际搜索450公里外的外层空间时,只能在浩瀚星空中看到非常小的区域,视野非常狭窄。而且SPY-1还使用了精度较低的S波段,也非常不适合弹道导弹搜索。
我们可以参考美国在北美建设的雷达预警网络。它们是“远程预警线”雷达网和“松树线”雷达网,尤其是“远程预警线”雷达网。英国、格陵兰、加拿大、阿拉斯加等地都密集建造了巨大的“铺路爪”相控阵远程预警雷达,但美军还是觉得存在盲点和视野窄的问题,于是又多了一个“长-范围预警线”落后。松线”雷达网。为了支持当年的NMD系统,美军投入巨资研发“SBX-1海基预警雷达”,采用高精度X波段,但即使这么强大的海基雷达,美军还是觉得视野狭窄。搜索来袭弹道导弹就像“用稻草找苍蝇”。分页标题#e#
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美军能否拦截中国反舰弹道导弹? 】 图11:为解决盲区和视频窄的问题,美国从东部的英国、格陵兰、加拿大、阿拉斯加开始建设密集的“远程预警线”雷达网络
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图12:为了跟踪来袭弹道导弹,构建了二线“松树线”雷达网络
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图 13:宙斯盾系统的 SPY-1 雷达天线在尺寸和输出功率方面相对有限
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图 14:格陵兰图勒空军基地第 12 空间预警中队总部的巨大铺路爪 AN/FPS-132 预警雷达
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图15:美国为NMD系统研制的SBX-1海基预警雷达采用高精度X波段。由雷神公司和波音公司联合开发,长约119米,宽约73米。顶部天线罩到底部平台的高度约为86米。雷达重2000吨。共有69,632个多频收发模块。造价约9亿元。美元。但即便有了这么厉害的雷达,美国人还是觉得它的视野很窄。美国人形容用它来搜索来袭的弹道导弹就像“用稻草找苍蝇”。这种雷达只建造了一个,开发已经停止。
对于拦截问题,美军几乎无法解决。配备美军现役战区反导系统的拦截导弹——“标准3”、“爱国者3”、“萨德”,虽然这三款反导拦截导弹的制造商不一样,但工作原理原理完全一样,主要是为拦截传统地对地弹道导弹而设计的。传统的地对地弹道导弹攻击地面上的固定目标,地面目标的地理坐标无法改变。弹道导弹沿抛物线飞行。只要地面拦截系统探测到飞行中的弹道导弹,就会在导弹的飞行轨迹前方画一条抛物线。然后,拦截系统根据拦截器的飞行参数计算出一个“碰撞点”,然后在准确的时间将拦截器发射到碰撞点。 ,飞行到合适距离后,拦截器会释放“动能拦截器”,利用红外制导不断微调与来袭导弹的位置关系,最后采用硬碰撞的方式摧毁来袭导弹。从这个拦截过程可以看出,拦截器最终的硬碰撞方式需要100%准确,稍有拦截就会失败,而这个碰撞点是由地面拦截系统计算出来的,这是因为地对地弹道导弹击中地面固定目标,弹道相对固定。
但是,反舰弹道导弹并非如此,它攻击海上的移动目标。以东风26为例,这样的远程弹道导弹最大飞行高度超过300公里。当导弹开始在这个高度下落时,主动雷达就会开启,对海面进行扫描。毕竟,美国航母是一个10万吨级的巨大海面目标,虽然是从几百公里的高空扫描,但是捕捉目标却是非常容易的。此外,航母周围的无人机也在不断更新坐标。 DF-26获得航母坐标后,会不断修正自己的轨道,然后弹头重新进入大气层。在中低空域,导弹被拉起并减速至6马赫左右,主动雷达和红外探头再次开始追捕目标,引导导弹命中。在这整个过程中,东风二六根据目标的机动情况,不断不规律地修正轨道变化。拦截系统根本无法计算碰撞点,拦截器自始至终都无法发射。对于拦截,拦截器的速度至少是来袭弹道导弹的两倍。东风26的速度达到18马赫,拦截机至少要达到36马赫,但在这样的速度下,进行了较大的超载机动。 ,拦截器首先会被自身巨大的超载拉成碎片,所以这样的导弹实际上并不存在。东风17高空高速机身保护,全程在大气层中飞行,大大超出标准6的能力范围。因此,东风二号6、东风二号1、@ >东风十七号处于理论上不可拦截状态。
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图16:反舰弹道导弹在攻击结束时会根据制导系统不断调整飞行轨迹。不再是原来的抛物线弹道,现有的反导拦截器理论上无法拦截。
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图 17:标准 3 的动能拦截器在释放后只能通过侧推小火箭进行“微操纵”。动能拦截器根本不具备大规模横向机动能力
四、结论
中国的反舰弹道导弹已经发展了三代,从最早的东风21D到后来的东风26,再到最新的2019年阅兵式上刚刚亮相的东风17,但这三代不是相互替代的关系,而是一个完整的弹道导弹反舰系统的组成部分,是一种互补的关系。 2020年8月26日,中国火箭军从浙江、青海向南海预定海域发射弹道导弹。 Foreign media reported that two DF-21Ds and two DF-26s were used, which clearly conveyed their reaction to the United States. Ship use. On September 1, 2020, the "2020 China Military Power Report" submitted by the US Department of Defense to the US Congress mentioned that China has more than 200 Dongfeng-26 with a range of 5,000 kilometers, and more than 150 Dongfeng-21 with a range of 3,000 kilometers. . Pagination title#e#
The biggest difference between the Chinese anti-ship ballistic missile system and the former Soviet R-27K is that although the R-27K uses a nuclear warhead, it is essentially a tactical weapon, while the Chinese ballistic missile uses a conventional warhead, but it is not A true strategic weapon, a true game changer. The Dongfeng-17 has a range of 2,000 kilometers, and will be launched from Hainan Island directly to Singapore, covering the entire South China Sea. If launched from the Shandong Peninsula, it will cover the entire Sea of Japan and the entire territory of Japan; the DF-21 has a range of 3,000 kilometers and can directly hit Guam from Fujian, and if launched from Tibet, it can cover the entire territory of India and the entire Bay of Bengal and the Arabian Sea; DF-26 has a range of 5,000 Kilometers, can cover part of Australia to the east, launch from Xinjiang to the west, can cover part of Germany and Italy, and two-thirds of the Mediterranean Sea, covering the entire Middle East and the Red Sea, and launch from Tibet to the south can cover Most of the Indian Ocean and Diego Garcia. That is to say, in such a vast sea area, any ship will be under the attack of long-range anti-ship ballistic missiles at any time, which is difficult to detect and even more difficult to defend.
The advantages of anti-ship ballistic missiles are so huge that at present the world, including the United States, Russia, Japan, South Korea, Ukraine, North Korea, Iran and other countries are developing their own anti-ship ballistic missiles. Some are in the early stage of demonstration, and some have already built prototypes and tested live ammunition at sea. According to this trend, anti-ship ballistic missiles are bound to gradually spread in the world. The future navy, the future naval battle, and the future geopolitical pattern may all fundamentally change the original appearance.
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Figure 18: The imaginary image of the anti-ship ballistic missile re-entering the atmosphere to launch an attack. The actual use method is as shown in the figure. More than ten or more missiles will be launched at one time to improve the strike efficiency and hit probability. What is seriously incorrect in this picture is that the warhead cannot be intercepted after re-entry
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Picture 19: Eight Pillars Optimus National Heavy
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Picture 20: Nine Nights Solo Dance Xingyuehan