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高超音速武器的大国竞赛

来源:未知 时间:2018-08-23 15:38

在刚刚由特朗普总统签署通过的“2019财年国防授权法案”中,美国一如既往强调新兴技术的作用,为了应对人工智能、空间和反空间技术、网络以及高超音速技术方面进步带来的影响,“2019财年国防授权法案”在美国国防部提出申请经费的基础上,增加1.5亿美元支持发展高超音速武器;并向导弹防御局增加1.4亿美元,用于提升对高超音速武器的防御能力。因为在这些领域的军费增加,使得“2019财年国防授权法案”的军费总额,比美国国防部的申请经费7160亿美元还高出10亿美元。

美俄都研发了哪些高超音速武器

高超音速武器是指以高超音速飞行技术为基础、飞行速度超过5倍音速(即5马赫)的武器,包括高超音速制导炮弹、巡航导弹、钻地弹,以及高超音速无人侦察机、轰炸机等,其以航程远、速度快、性能卓越,能够快速打击远程目标,被称为继螺旋桨、喷气推进器之后的第三次空中革命。

3月1日,俄罗斯总统普京在发表“2018年国情咨文”时曝光了两款俄罗斯高超音速武器,分别是“匕首”空射高超音速导弹和“前锋”高超音速滑翔弹头。其中“匕首”速度高达10马赫,以米格-31战斗机采取腹下挂载的方式,起飞升空后投放,导弹下落到一定高度发动机点火,推动导弹前飞并爬升,接着采用高抛弹道飞行,末段进行大角度俯冲攻击,既能攻击海上目标,也能攻击地面固定目标。

“前锋”高超音速滑翔弹头由洲际弹道导弹携带投放,而洲际弹道导弹在末段的飞行速度超过20倍音速。“前锋”最大的特点是在与洲际弹道导弹的投放母舱分离之后,能够以高超音速进行滑翔飞行,并可进行任意机动,这就使得反导系统很难推算其飞行轨迹,比如“萨德”反导系统就很难对其实施拦截。

俄国防部表示,“匕首”高超音速巡航导弹和“先锋”高超音速弹头,已分别进入战斗值班状态和量产阶段。其中,搭载“匕首”的米格-31战机自去年12月在南部军区投入值班后,完成了包括70次空中加油和超过300次飞行任务;“先锋”高超音速弹头将于2019年列装俄军第31导弹集团军第13导弹师。

美国对高超音速武器的研究比俄罗斯更早。1959年,英国学者诺威勒提出“乘波体”的概念,指一种流线外形、所有前缘都具有附体激波的超音速或高超音速飞行器。1989年,美国国家航空航天局资助马里兰大学举行的“乘波体国际会议”,会上提出用相切锥生成乘波体的方法,使这一概念具备了向实用化发展的可能。20世纪90年代,美国空军研究实验室、国防部高级研究计划局与波音公司、普惠公司开始联合研发可搭载“超燃冲压发动机”飞行的乘波体试验飞行器,X-51A“乘波者”随即问世。

除了X-51A“乘波者”,美军研发的高超音速武器还有X-37B“黑燕”空天飞机、HTV“猎鹰”高超音速飞行器等。

2010年,X-51A高超音速巡航导弹首次试飞。它全长7.62米,净重1.8吨,搭载一台SJX61超燃冲压发动机,使用碳氢燃料推进,迄今共有4次试飞,但只有第四次取得成功。

2017年9月7日,美国空军宣布X-37B“黑燕”空天飞机进行了试验。它能在30~100公里的临近空间以高超音速飞行,速度最高可达25马赫,飞行过程中所有功能自动运行,无需地面遥控。X-37B利用太阳能提供动力,可在距地面203~926公里的轨道上运行数百天,具有无人化、驻轨时间长、重复使用率高和可维修性强等特点。

高超音速武器事关能否打赢下一场战争

鉴于俄罗斯宣布其高超音速武器已经担负战斗值班和量产后批量装备部队,以及其他大国在这一方面的技术发展和成功试验,美国感觉到了前所未有的焦虑和紧迫感。美新版《国防战略》报告强调,“科技的快速发展和战争形态的不断变化对安全环境造成影响”,新兴技术如人工智能、定向能、高超音速以及生物技术等,其发展将决定美国是否“有能力打赢未来战争”。美国防部将高超音速技术与武器的发展,提到了美军能否打赢下一场战争的战略高度。

年度国防授权法案是决定美军年度军费投向的关键法案。美国“2018财年国防授权法案”要求:国防部长与参联会主席联合制定计划,实现快速打击武器系统在2022年9月30日之前具备早期作战能力。为落实这一要求,国防部长责成国防部办公厅负责高超音速打击技术研发,先期投入约10亿美元,并计划在未来5年再拨款12亿美元。刚刚通过的“2019财年国防授权法案”同样对高超音速武器项目高度重视。

在强大的政治支持和经费支撑下,美军的高超音速武器发展计划全面加速。近日,美国空军宣布将价值4.8亿美元的“空射快速反应武器”研发合同交付洛克希德·马丁公司,这是继今年4月价值9.28亿美元的“高超音速常规打击武器”合同后,洛克希德·马丁公司在4个月内赢得的第二份高超音速武器研发合同。

美军在高超音速武器的研发上如此不惜工本,目的不仅是武器开发,还具有战略威慑意味。美国防部负责军事技术的一名副部长高调表示:“高超音速(技术)是我的首要任务,我之所以要下大注,包含让对手‘不敢再跟’的目的。”

美军高超音速武器即搭载平台的研发,从战术到战略,从空射到舰射、潜射一应俱全。当前,美方的高超音速武器发展明显提速,最近曝光的武器计划和型号项目,领先其他大国至少10年,特别是其吸气式高超音速武器项目(如X-51A),明显走在世界前列。

对于他国高超音速武器带来的挑战,美国现任战略司令部司令约翰·海顿认为,“保卫美国本土的关键在太空。”8月7日,在亚拉巴马州举行的太空与导弹防御研讨会上,约翰·海顿说:“导弹防御界最重要的事情是确保你能够看到并描述这种威胁。”

美国导弹防御局局长塞缪尔·格里夫斯中将也认为:“如果你看不到它,你就无法向它射击。我们的目标是将传感器架构转移到太空,并利用太空优势,与地面力量协调。”为此,美军计划研制新的预警卫星。8月14日,美国空军与洛克希德·马丁公司就“下一代过顶持续红外”计划中的前3颗预警卫星签署合同,以加速更新和部署美军下一代导弹预警卫星。这标志着美军一方面致力于研制高超音速武器,另一方面致力于研制下一代导弹预警卫星,用于探测和防范、反击别国的高超音速武器。

美国目前还“没有能力”对抗高超音速武器

不同军事技术对推动战斗力提高及推进战争形态演变的作用各有不同。各大国在高超音速武器方面展开激烈博弈,是因为这一技术具有改变作战方式,甚至推动战争形态发生转变的潜力。

高超音速武器以其超高速打击能力,成为远程精确打击的利器。美国率先发展高超音速武器的起因,就是将其作为“快速全球打击”的手段。高超音速武器可以瞬时攻击高价值关键军事目标,如机场、指挥控制中心、弹药库、部队集结地等;随着高超音速投送手段的发展进步,以其打击航母、大型水面舰艇、两栖攻击舰,乃至运送关键军事补给物资的运输船等移动目标也完全可能。

高超音速武器的这一能力,使美军的全球“联合作战进入”面临挑战。随着对手“反介入/区域拒止”能力的提高,美军在一些地区进行前沿投送和前沿存在本已形势严峻,如果对手再用高超音速武器对其后方机场、指挥控制中心等关键目标实施精确打击,美国的全球“联合作战进入”将会雪上加霜。

高超音速武器无与伦比的突防能力,使现有防空反导系统“武功尽废”。美国拥有当今世界最为完善和有效的防空反导系统,包括在世界各地部署的战区弹道导弹防御系统,例如末段高空区域防御系统“萨德”、海基和陆基“宙斯盾”反导系统,以及陆基“爱国者”反导系统等。美国本土由陆基中段防御系统进行保卫。在美国现有导弹防御系统中,负责保卫美国本土的陆基中段防御系统的测试成功率很低,而且从未有过实战检验。

由于现有防空和反导系统无法防御高超音速武器,使得拥有多层级反导防空系统的美国所具有的优势被削减。以俄罗斯的“匕首”“先锋”等高超音速武器为例,其时速可达10马赫和20马赫,在融入机动变轨和高精度打击等先进技术之后,可有效突破美国当前及未来一段时间可能发展的防空反导系统。

对此,美国战略司令部司令约翰·海顿在参议院军事委员会听证会上坦白表示,美国“没有能力”对抗高超音速武器;“可能有人部署了这样的武器针对我们,但我们却还没有应对的能力。”“威胁发动核报复”是美国面对这种武器的唯一保护手段。

尽管面临严峻挑战,美国仍然在高超音速武器发展和使用上具有明显优势。俄罗斯宣布其“匕首”“先锋”等高超音速武器进入战斗值班和即将批量装备部队,但缺乏公开的成功试验,更无实战检验。而美国在这一领域,包括高超音速导弹、空天飞行器和海空搭载平台,既有成功的公开试验以展示其基本作战能力,又在研发上具有体系配置、攻防兼备等明显特点。再加上美国的年度国防授权法案,对高超音速武器的研发、试验提供了充足的经费支撑,美军未来在这一领域将继续保持领先优势。

(作者单位:国防科技大学信息通信学院)