高超音速飛行器引領空天武器新趨勢

本刊特約記者/徐秉君

據美國媒體報道稱，今年1月9日中國軍方在境內首次試驗了10倍音速的高超音速導彈，意在突破美國的導彈防御體系。美官員稱，五角大樓已將中國的這一試驗性武器取名為WU-14。這一消息引起各國的關注，歐洲媒體認為，中國總是出人意料! 中國在軍事領域總是“一鳴驚人”，此前有關中國高超音速武器的資訊幾乎沒有，這是中國武器研發(fā)和生產的巨大進步；這款太空武器速度10倍于音速，因此北京到華盛頓之間的距離被縮短至不到45分鐘，華盛頓十分擔憂；中國正在以第三名的身份迎頭趕上，甚至很快趕超，“誰繼續(xù)錯誤低估了這個國家，就可能追悔莫及”。對此，中國國防部在1月15日作出回應，我們在境內按計劃進行的科研試驗是正常的，不針對任何國家和特定目標。

何為高超音速飛行器？

高超音速飛行器通常是指飛行速度大于5馬赫，以吸氣發(fā)動機或組合發(fā)動機為主要動力、能在大氣層內和跨大氣層進行中遠程飛行的飛行器。如近年研制的高超音速導彈、高超音速飛機、高超音速空天飛機等。

高超音速概念早在20世紀50年代就提出，但由于技術和資金等原因，研發(fā)進展比較緩慢。到上世紀60年代末，隨著超音速燃燒沖壓發(fā)動機和飛行器機體一體化概念的提出，高超音速飛行器才正式被美、蘇等發(fā)達國家列入研制計劃，真正意義上的快速發(fā)展始于上世紀90年代。近些年隨著科技發(fā)展和技術進步，高超音速飛行器的研發(fā)有了突破性進展。從目前正在研制和試驗的情況來看，高超音速飛行器具有以下特點：

一是飛行速度快，可實現(xiàn)全球打擊。有關專家早就預言，未來的空中打擊力量將主要依靠高度和速度取勝。因此在研發(fā)航空武器過程中，把提高飛行速度一直作為一項重要的指標。從亞音速到超音速，從超音速到超數倍音速，從數超倍音速到高超音速等，飛行速度不但提高飛行器的作戰(zhàn)性能，而且完全可以實現(xiàn)全球打擊，從而引起作戰(zhàn)形態(tài)和作戰(zhàn)方式的重大改變。

二是突防能力強，可突破現(xiàn)有防御體系。目前研制和試驗的高超聲速飛行器或武器，其飛行速度大都在5～20馬赫左右，已經遠遠超過現(xiàn)有空天防御系統(tǒng)攔截范圍，可以輕而易舉地突破目前的各種防御體系，將使現(xiàn)代防空反導防天作戰(zhàn)從技術到理論到實踐都面臨挑戰(zhàn)。

三是隱形理念新，戰(zhàn)略威懾力大。以往的飛行器隱形設計主要是通過改進機體結構、采用復合材料、噴刷表面涂層等方式來達到隱形目的，與現(xiàn)有五代戰(zhàn)機的隱身設計理念完全不同。新的設計理念認為，要通過提高飛行速度來達到隱身目的。因此，速度將成為一種新的隱身手段。由于速度快和隱蔽性好，現(xiàn)有防御體系對這種高超音速武器無能為力，從而能夠形成巨大的戰(zhàn)略威懾。

各國緣何競相研制？

2001年，美國遭受“9?11”恐怖襲擊后，美國便開始對全球戰(zhàn)略進行調整，五角大樓很快就提出了“全球快速打擊”戰(zhàn)略，其核心是要在一個小時內打擊世界上的任何一個目標。該戰(zhàn)略計劃要求美國通過研發(fā)能夠對威脅來源進行閃電打擊的超高效非核武器，以擴充其武裝力量。在這一戰(zhàn)略目標的牽引下，美國重點加快高超音速武器的研發(fā)，從而實現(xiàn)全球軍事優(yōu)勢。

X-51A 高超音速飛行器驗證機

在高超音速武器研發(fā)方面美國無疑走在前列。美國空軍、陸軍、海軍都在發(fā)展各自的高超音速打擊武器項目，其中有始于2002年的HTV-2“獵鷹”高超音速飛行器計劃。美國曾分別于2011年4月和8月先后試飛HTV-2“獵鷹”，但兩次試驗均告失敗，但這并未影響其它研發(fā)項目的試驗。如X-51高超音速驗證機、X-37B空天驗證機、以及新近媒體披露的“黑鳥之子”SR-72新一代無人機等，表明美國高超音速飛行器正加速向應用方面邁進。

X-37B是美國波音公司研制的一種由助推火箭發(fā)射或飛機投放、可進入地球軌道高速飛行的軌道試驗飛行器。首架X-37B原型機(編號OTV-1)于2010年4月22日發(fā)射升空，在近地軌道運行7個多月后成功返回地面。第二架X-37B(編號OTV-2)于2011年3月5日發(fā)射升空后，也于2012年6月16日順利返回地面。第三架X-37B(編號OTV-3)于2012年12月11日發(fā)射升空，現(xiàn)仍在軌道飛行。盡管美國對X-37B每次的試驗任務保密，但分析認為，X-37B可整合具備偵察、空中打擊，以及反衛(wèi)星、反導彈等太空作戰(zhàn)功能，并有望成為第一種具有作戰(zhàn)能力的“空天戰(zhàn)機”。

臭鼬工廠則認為，“超高速特性比隱身特性的生存能力更強，技術進步已經讓隱身飛機的優(yōu)勢變得不再明顯，而飛行器的下一場革命將來自于‘速度’，其速度優(yōu)勢讓各國現(xiàn)役防空導彈統(tǒng)統(tǒng)變成廢銅爛鐵?！?/p>

美國還研制了X-51“乘波者”驗證機，先后四次進行試飛試驗。這種由美國空軍主持波音公司與普拉特?惠特尼公司共同制造的“乘波者”飛行器命運多舛，前三次試驗都因技術原因以失敗告終。2013年5月1日，又進行了第四次飛行試驗，這次X-51“乘波者”在1.83萬米高空速度達到5.1馬赫，是唯一獲得成功的一次。此次試驗成功，表明美國在超高速飛行技術方面取得重大突破。有專家認為，這項技術的確是革命性技術。在航空領域，超燃沖壓發(fā)動機技術對航空的影響，不亞于航空工業(yè)當年從螺旋槳時代跨入噴氣時代所產生的影響。

2013年11月，美國高調宣傳“黑鳥之子”SR-72雙發(fā)無人機，這種新機定位是高超音速情報、監(jiān)視、偵察和打擊平臺，其驗證機將在2018年進入工程發(fā)展。有關專家認為，SR-72是目前最接近空天飛行器概念的無人飛機，很可能會成為第一架投入使用的高超音速飛行器。一旦研發(fā)成功，除了擔負各種情報、監(jiān)視和偵察任務外，還可以替代戰(zhàn)略轟炸機擔負遠程快速打擊任務，從而實現(xiàn)美國一小時打遍全球的目標。

從近幾年美國頻繁試驗X-37B、X-51和“獵鷹”HTV2的情況看，美國明顯加快各種實驗進程，盡管“獵鷹”項目和X-51多次試驗失敗，但也取得了寶貴的經驗。隨著X-37B的試驗成功和SR-72項目的推進，預示著美國戰(zhàn)略打擊能力轉型已經進入實質性階段。可以看出，美國正試圖用在高超音速飛行器領域建立起的強大技術優(yōu)勢，來進一步拉大與其他國家的軍力實力的差距，進而保持更大技術和軍事優(yōu)勢。

由于高超音速飛行器引領空天武器發(fā)展新趨勢，再加上美國咄咄逼人研發(fā)勢頭，不能不引起世界各國的警覺和不安。因此，在未來國家安全需要的重壓下，世界各國也競相開始研發(fā)高超音速飛行器。目前世界上開展高超音速飛行器技術研究的有近10個國家，其中包括美國、俄羅斯、中國、法國、德國、英國、日本、澳大利亞、印度等國。

俄羅斯在強烈譴責美國的“全球快速打擊計劃”同時，也開始研制高超音速(6馬赫～14馬赫)試驗飛行器，并已做了大量的地面試驗和風洞吹風試驗。法國航空航天研究院和法國宇航-馬特拉公司正在研究空射型Promethee高超音速導彈，巡航飛行速度為8馬赫。印度也提出了“布拉莫斯”高超音速巡航導彈、速度達6～7馬赫的高超音速飛行器等設想。日本也在進行高超音速飛機的試驗，目前正在研究高超音速渦輪噴氣發(fā)動機。

美國推行“全球快速打擊”戰(zhàn)略，引起了世界各國的安全危機感，尤其是美國為其全球戰(zhàn)略致力于發(fā)展尖端的高超音速武器，無異于打破了常規(guī)武器戰(zhàn)略平衡，而世界各國絕不可能聽之任之，自然要采取相應的對策，這必然會引發(fā)新一輪的軍事科技革命甚至軍備競賽。

戰(zhàn)略意義遠超越其本身

發(fā)展高超音速武器是美國“全球快速打擊”戰(zhàn)略的重要組成部分，美國憑借技術優(yōu)勢搶先開展多項高超音速飛行器的研發(fā)，其目的在于搶占全球戰(zhàn)略制高點。隨著美國在高超音速技術領域的繼續(xù)領跑，作為一種平衡力量，中、俄、法、印等國家都希望能獲得能在一個小時內打擊世界上任何一個目標的武器平臺。因此，發(fā)展高超音速武器的戰(zhàn)略意義遠超其本身。

一是將推動航空史第三次推進技術革命。高超音速飛行器航程遠、速度快、性能超卓，被稱為是繼螺旋槳、噴氣推進之后航空史上的第三次技術革命，并將對未來戰(zhàn)爭和軍事變革產生深遠的影響。高超音速的核心在于它的推進技術，目前，各國發(fā)展高超音速技術主要選用超燃沖壓發(fā)動機作為推進系統(tǒng)。超燃沖壓發(fā)動機是指在超聲速氣流中噴入燃料實現(xiàn)超聲速穩(wěn)定燃燒的新一代發(fā)動機。由于燃料注入方式不同，可分為雙模態(tài)超燃沖壓發(fā)動機和雙燃燒室超燃沖壓發(fā)動機。超燃沖壓發(fā)動機的適用速度范圍為馬赫數5～16，主要用于高超聲速飛機、巡航導彈、及可重復使用的航天飛行器。美國曾提出多個高超音速飛行器發(fā)展計劃，當前正在試驗和推出的概念有X-37B、X-51、HTV2、SR-72等項目，盡管X-51和HTV2經歷多次試驗失敗，還有許多技術難點需要研究突破，但多項成功的試驗已使新一代推進技術不斷向應用階段邁進。

二是現(xiàn)有空天防御將面臨嚴峻挑戰(zhàn)。高超音速飛行器作為空天時代的新式武器，將使現(xiàn)代空天防御體系面臨嚴峻挑戰(zhàn)。這些試驗成果一旦轉為實際應用，將對目前的防空反導防天作戰(zhàn)的技術、理論、原則產生顛覆性改變。無論是美國自身的“愛國者”導彈防御系統(tǒng)，還是俄羅斯的С-300、С-400防控攔截導彈，以及“地基中段防御系統(tǒng)”等，在高超音速武器面前都無能為力。因為這些防御系統(tǒng)均是基于飛行軌跡可預測的目標來設計的，攻擊或攔截的對象是戰(zhàn)略、戰(zhàn)術彈道導彈，或是各種作戰(zhàn)飛機、飛艇及氣球等，而高超音速武器的優(yōu)勢則在于飛行速度快、飛行高度高、軌跡變化大，現(xiàn)有常規(guī)預警防空雷達只能望洋興嘆，機械掃描雷達更是無法捕獲、跟蹤。然而，有矛必有盾，在高超音速武器發(fā)展的同時，也必然會有研究對付它的反制措施。因此，高超音速武器自身也面臨挑戰(zhàn)。

三是將使未來作戰(zhàn)方式發(fā)生重大改變。以高新技術為支撐的高超音速武器的發(fā)展和運用，必將對現(xiàn)有的作戰(zhàn)理論、作戰(zhàn)方式和武器裝備發(fā)展產生革命性的影響，從而使未來戰(zhàn)爭面貌翻然一新。首先，作戰(zhàn)空間將向全球和太空拓展。由于高超音速武器速度快、隱身好、航程遠、精度高、威力大，在本土一小時內就可以實現(xiàn)對全球任何地方的目標實施精準打擊，不僅可以攻擊陸、海、空各種目標，而且還可以對太空的衛(wèi)星、飛船、航天器等實施攻擊。這種高超音速“全球殺手”一旦部署和應用，將使作戰(zhàn)空間空前拓展。其次，新型作戰(zhàn)樣式將應運而生。高超音速技術一旦投入實用，將會對現(xiàn)有的作戰(zhàn)系統(tǒng)產生重大沖擊，其作戰(zhàn)方式必然也會發(fā)生重大改變。高超音速技術不僅應用于尖端武器上，而且也可以應用于常規(guī)武器上。美國一項新的高超音速計劃，就是準備把改造常規(guī)巡航導彈作為突破口，并從“戰(zhàn)斧”著手試驗，預定在2015年前研制出6～8馬赫高超音速巡航導彈。這樣一來，經過改造的常規(guī)巡航導彈，也將成為實施全球打擊的利器。不僅如此，隨著高新技術的廣泛應用，天基反導系統(tǒng)、激光武器、粒子束武器等新型武器也將粉墨登場，屆時人類將要真正面對隨之而來的“星球大戰(zhàn)”。

圖為由美國國防部高級研究計劃局(DARPA)公布的“獵鷹HTV-2號”飛機效果圖，顯示的是“獵鷹HTV-2號”同發(fā)射火箭分離時的情景