近年來,高超聲速武器成為世界多國(guó)軍事戰(zhàn)略及裝備發(fā)展博弈新焦點(diǎn)。今年上半年,有關(guān)高超聲速導(dǎo)彈的新聞接踵而至——
1月,日本內(nèi)閣會(huì)議批準(zhǔn)2025財(cái)年預(yù)算案,計(jì)劃投入2976億日元用于研發(fā)高超聲速導(dǎo)彈并建設(shè)相關(guān)生產(chǎn)基地。
同月,據(jù)朝中社報(bào)道,朝鮮成功試射新型高超聲速中遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈。
4月,英國(guó)宣布高超聲速技術(shù)取得新突破,距離研發(fā)高超聲速導(dǎo)彈又近了一步。
5月,美空軍參謀長(zhǎng)透露,將在2026財(cái)年為AGM-183A高超聲速導(dǎo)彈項(xiàng)目申請(qǐng)資金支持。
6月,法國(guó)在巴黎航展上展示了一款研發(fā)中的陸基中程高超聲速?gòu)椀缹?dǎo)彈的縮比模型。
同月,伊朗啟動(dòng)代號(hào)為“真實(shí)諾言-3”的報(bào)復(fù)行動(dòng),用自主研發(fā)的高超聲速?gòu)椀缹?dǎo)彈、無人機(jī)等武器反擊以色列。
綜觀這些動(dòng)態(tài),高超聲速導(dǎo)彈的研發(fā)運(yùn)用像被按下了“加速鍵”。那么,高超聲速導(dǎo)彈為何熱度又起?其發(fā)展現(xiàn)狀如何?未來將走向何方?請(qǐng)看本期解讀。
備受各國(guó)“青睞”
高超聲速導(dǎo)彈是指能夠在臨近空間或大氣層內(nèi)以超過5倍音速進(jìn)行持續(xù)可控飛行,并可做大范圍不規(guī)則機(jī)動(dòng)的導(dǎo)彈。其特點(diǎn)是速度快、射程遠(yuǎn)、飛行軌跡多變,突防成功率高。
嚴(yán)格來說,高超聲速導(dǎo)彈主要可分為兩類:高超聲速助推滑翔導(dǎo)彈和吸氣式高超聲速巡航導(dǎo)彈。前者由火箭助推器將導(dǎo)彈加速至高超聲速,然后在大氣層邊緣或臨近空間進(jìn)行無動(dòng)力滑翔。此類導(dǎo)彈飛行高度高,射程遠(yuǎn),橫向機(jī)動(dòng)范圍大,適合打擊戰(zhàn)略縱深目標(biāo)。后者采用超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī),在飛行中持續(xù)吸入空氣,與燃料混合燃燒產(chǎn)生強(qiáng)大推力,使導(dǎo)彈達(dá)到高超聲速。此類導(dǎo)彈飛行高度略低,低空突防能力更強(qiáng),具備較好的隱蔽性和末端機(jī)動(dòng)能力,適合打擊時(shí)敏目標(biāo)。
除了以上兩種類型,為了盡快擁有高超聲速打擊能力,對(duì)傳統(tǒng)彈道導(dǎo)彈進(jìn)行改進(jìn)也成為發(fā)展高超聲速導(dǎo)彈的一條捷徑。俄羅斯的“匕首”、伊朗的“法塔赫”等都屬此類。
因?yàn)槟芤钥熘瓶欤黄茖?duì)手的防空系統(tǒng),各國(guó)競(jìng)相展開對(duì)高超聲速導(dǎo)彈的研發(fā)。
20世紀(jì)70年代,美國(guó)就開始研究高超聲速助推滑翔導(dǎo)彈。進(jìn)入21世紀(jì),美海、陸、空軍均展開對(duì)高超聲速滑翔導(dǎo)彈的研發(fā)。其中,海軍和陸軍基于通用的高超聲速滑翔體分別研發(fā)“中遠(yuǎn)程常規(guī)打擊武器”和“遠(yuǎn)程高超聲速武器”;空軍基于戰(zhàn)術(shù)助推滑翔體研發(fā)“空射快速響應(yīng)武器”。其所研高超聲速滑翔導(dǎo)彈有3個(gè)技術(shù)特點(diǎn):一是射程上由突出戰(zhàn)略打擊轉(zhuǎn)變?yōu)閼?zhàn)略戰(zhàn)術(shù)打擊并重;二是雙錐體構(gòu)型與升力體構(gòu)型滑翔體同步發(fā)展;三是力求在“三位一體”基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)部署。
自2013年始,美軍又開始了高超聲速巡航導(dǎo)彈的研發(fā)。其主要基于“高超聲速吸氣式武器概念”,旨在提升對(duì)時(shí)敏目標(biāo)或重點(diǎn)防御目標(biāo)的快速遠(yuǎn)程打擊能力。美空軍于2021年啟動(dòng)了“高超聲速攻擊巡航導(dǎo)彈”項(xiàng)目,美海軍于2023年啟動(dòng)了“高超聲速空射進(jìn)攻性反艦導(dǎo)彈”項(xiàng)目。美軍高超聲速巡航導(dǎo)彈的技術(shù)特點(diǎn)主要有二:一是依托“高超聲速吸氣式武器概念”成果,采用空基平臺(tái)發(fā)射,兼具對(duì)地攻擊與反艦打擊能力;二是圍繞雙模態(tài)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)和分區(qū)燃燒超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)展開研發(fā),不斷積累經(jīng)驗(yàn)。
俄羅斯是世界上較早生產(chǎn)和列裝高超聲速巡航導(dǎo)彈的國(guó)家。近年來,其“匕首”“鋯石”“榛樹”等多型導(dǎo)彈先后投入實(shí)戰(zhàn)。
“匕首”是“伊斯坎德爾”戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈的空射改進(jìn)型,使用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn),通常由米格-31戰(zhàn)斗機(jī)或圖-22轟炸機(jī)攜帶,可打擊海上移動(dòng)目標(biāo)或陸上堅(jiān)固目標(biāo)。“鋯石”是俄軍首型海基高超聲速巡航導(dǎo)彈,采用超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng),可從護(hù)衛(wèi)艦、巡洋艦、潛艇等平臺(tái)發(fā)射,打擊各種水面艦艇和地面目標(biāo)。2024年11月,俄羅斯“榛樹”新型中程高超聲速導(dǎo)彈投入實(shí)戰(zhàn)。俄方表示,“榛樹”導(dǎo)彈已具備量產(chǎn)條件。俄羅斯的“先鋒”洲際導(dǎo)彈由SS-19洲際導(dǎo)彈的彈體和高超聲速可變軌滑翔彈頭組成,最大射程超過1萬千米,最高速度超過20馬赫,可攜帶核彈頭。
其他國(guó)家也先后展開高超聲速導(dǎo)彈的研發(fā)。法國(guó)正在研發(fā)ASN4G型高超聲速導(dǎo)彈,準(zhǔn)備裝備給“陣風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)。英國(guó)及澳大利亞則在推進(jìn)高超聲速導(dǎo)彈與可重復(fù)使用高超聲速飛行器的研發(fā)。朝鮮、伊朗、印度等國(guó)也在加快高超聲速導(dǎo)彈的研發(fā)。
多種技能“傍身”
“天下武功,唯快不破。”高超聲速導(dǎo)彈以快見長(zhǎng),對(duì)一些遠(yuǎn)程目標(biāo)進(jìn)行快速打擊,是其主要的作戰(zhàn)方式。
5馬赫以上的飛行速度,意味著即使距離目標(biāo)1000千米,高超聲速導(dǎo)彈也能在10分鐘內(nèi)打過去。而傳統(tǒng)的彈道導(dǎo)彈飛行同樣的距離需要15~20分鐘,亞音速巡航導(dǎo)彈更是需要1小時(shí)以上。2022年3月,俄軍從克里米亞半島發(fā)射了一枚“匕首”高超聲速導(dǎo)彈,僅用7分鐘,就摧毀了位于對(duì)手戰(zhàn)略縱深的一處大型地下導(dǎo)彈和航空彈藥庫。
除了擁有毋庸置疑的速度,高超聲速導(dǎo)彈還有不少其他技能“傍身”。
隱身突防。高超聲速導(dǎo)彈憑借先進(jìn)氣動(dòng)布局如乘波體,可在飛行時(shí)產(chǎn)生較強(qiáng)的升力,同時(shí)減少雷達(dá)反射面積。一些此類導(dǎo)彈使用吸波材料覆蓋彈體,能有效吸收探測(cè)雷達(dá)發(fā)射的電磁波,降低反射信號(hào)強(qiáng)度。通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)尾焰進(jìn)行冷卻、采取紅外抑制技術(shù)等,此類導(dǎo)彈可有效降低紅外輻射特征。此外,一些高超聲速導(dǎo)彈可在距離地面20~100千米的臨近空間飛行,這個(gè)高度多數(shù)防空系統(tǒng)無法企及,因而突防效率較高。
機(jī)動(dòng)變軌。傳統(tǒng)彈道導(dǎo)彈的軌跡近似拋物線,反導(dǎo)系統(tǒng)可通過軌道計(jì)算提前預(yù)判攔截點(diǎn)。高超聲速導(dǎo)彈在飛行過程中能夠進(jìn)行橫向和縱向機(jī)動(dòng),尤其是橫向的“蛇形機(jī)動(dòng)”能實(shí)現(xiàn)大幅變軌,難以被對(duì)手預(yù)警系統(tǒng)預(yù)測(cè)和鎖定,大大增加反導(dǎo)系統(tǒng)攔截難度。接近目標(biāo)時(shí),高超聲速導(dǎo)彈通常會(huì)進(jìn)行高頻次小幅度機(jī)動(dòng)或大角度俯沖,以規(guī)避近程防空武器攔截。2024年12月,也門胡塞武裝發(fā)射的“巴勒斯坦-2”高超聲速?gòu)椀缹?dǎo)彈,就帶有機(jī)動(dòng)變軌的特征。
懾戰(zhàn)一體。高超聲速導(dǎo)彈的威懾力,主要體現(xiàn)在能突破各國(guó)現(xiàn)有的防空反導(dǎo)體系方面,其帶來的威脅既可以是戰(zhàn)術(shù)性的,也可能是戰(zhàn)略性的。極高的飛行速度令對(duì)手預(yù)警和攔截“窗口”被大幅壓縮。飛行軌跡復(fù)雜多變使得現(xiàn)有反導(dǎo)系統(tǒng)的雷達(dá)跟蹤和攔截計(jì)算無法應(yīng)對(duì),直接削弱對(duì)手的防御信心。搭載常規(guī)彈頭的高超聲速導(dǎo)彈可對(duì)航母、機(jī)場(chǎng)、導(dǎo)彈陣地等高價(jià)值目標(biāo)即時(shí)打擊,形成區(qū)域拒止威懾。搭載核彈頭的高超聲速導(dǎo)彈可突破對(duì)手的反導(dǎo)屏障,直接攻擊其指揮中心、核武基地等戰(zhàn)略縱深要害目標(biāo),改變戰(zhàn)略平衡。近年來的實(shí)戰(zhàn)運(yùn)用也證明,高超聲速導(dǎo)彈已成為現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)上很難防御的武器之一。
或?qū)⒍嗑S“進(jìn)化”
當(dāng)前,以高超聲速導(dǎo)彈為代表的新型作戰(zhàn)力量迅速崛起,圍繞高超聲速導(dǎo)彈展開的攻防正在重塑新的軍事斗爭(zhēng)格局。同類裝備間的角逐、反制手段的升級(jí),也促使高超聲速導(dǎo)彈加速“進(jìn)化”。
推進(jìn)動(dòng)力不斷增強(qiáng)。高超聲速導(dǎo)彈增強(qiáng)動(dòng)力是必然趨勢(shì)。從傳統(tǒng)的火箭動(dòng)力發(fā)展到超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)、新型預(yù)冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)、爆震發(fā)動(dòng)機(jī)、磁流體發(fā)動(dòng)機(jī)等,就體現(xiàn)著這一趨勢(shì)。還有一種駐定斜爆震發(fā)動(dòng)機(jī),不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,燃燒室長(zhǎng)度短,功率密度也高,極具發(fā)展?jié)摿ΑA硗猓叱曀賹?dǎo)彈要在大空域、寬速域高性能飛行,單一類型的發(fā)動(dòng)機(jī)往往“力有不逮”,組合發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能高、適用范圍廣,也是未來動(dòng)力發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。常見的組合動(dòng)力推進(jìn),包括火箭基組合循環(huán)動(dòng)力、渦輪基組合循環(huán)動(dòng)力、空氣渦輪火箭組合發(fā)動(dòng)機(jī)等。隨著動(dòng)力的不斷增強(qiáng),高超聲速導(dǎo)彈才能始終保持其“閃擊重錘”的地位。
智能與自主程度提升。高超聲速導(dǎo)彈與傳統(tǒng)導(dǎo)彈相比,飛行包線跨域大、飛行環(huán)境更復(fù)雜,對(duì)制導(dǎo)和控制提出了更嚴(yán)苛的要求。未來高超聲速導(dǎo)彈將通過開發(fā)人工智能軌跡優(yōu)化算法,實(shí)現(xiàn)智能飛行控制,進(jìn)一步提升自適應(yīng)能力、抗干擾能力和機(jī)動(dòng)性。同時(shí),人工智能可助力高超聲速導(dǎo)彈實(shí)現(xiàn)任務(wù)規(guī)劃與自主決策,根據(jù)預(yù)定目標(biāo)和實(shí)時(shí)環(huán)境信息,自主改變飛行軌跡、調(diào)整飛行速度,提高突防能力。利用機(jī)器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)技術(shù),實(shí)現(xiàn)精確制導(dǎo),提高打擊精度,也是高超聲速導(dǎo)彈的發(fā)展方向。同時(shí),該技術(shù)還可用于對(duì)導(dǎo)彈狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),對(duì)可能出現(xiàn)的問題提供預(yù)警和解決方案,以降低故障率。今后多枚導(dǎo)彈間的信息共享和協(xié)同作戰(zhàn),也依賴于這種智能與自主,包括確保導(dǎo)彈在強(qiáng)電磁干擾條件下精準(zhǔn)命中目標(biāo)。
新材料與熱防護(hù)技術(shù)更先進(jìn)。未來,隨著高超聲速導(dǎo)彈的持續(xù)增速,如何應(yīng)對(duì)更加嚴(yán)峻的熱環(huán)境,這一問題無法回避。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)手段難以滿足急劇增長(zhǎng)的熱載荷要求。一方面需要研發(fā)能承受更高溫度、具有更好抗氧化性和抗熱震性的新型防熱材料,如超高溫陶瓷、梯度復(fù)合材料、氣凝膠復(fù)合材料等,確保在長(zhǎng)時(shí)間加熱的情況下,導(dǎo)彈表面不燒蝕、外形結(jié)構(gòu)不變形;另一方面需要優(yōu)化熱防護(hù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),讓主動(dòng)熱防護(hù)結(jié)構(gòu)不但能達(dá)到高效冷卻的目的,而且質(zhì)量更輕、功能更多。
制造和使用成本有所降低。隨著今后圍繞高超聲速導(dǎo)彈攻防對(duì)抗的加劇,高能激光、電磁炮等新概念反制武器會(huì)紛紛登場(chǎng)。這些反制武器成本很低,高超聲速導(dǎo)彈如果不作出改變,將掉入“性價(jià)比陷阱”。因此,必須想方設(shè)法降低其研發(fā)制造和使用成本。在制造方面,可通過優(yōu)化設(shè)計(jì)與架構(gòu),如采用全數(shù)字開放式架構(gòu),提高導(dǎo)彈的通用性和可維護(hù)性,便于批量生產(chǎn)和升級(jí)改造;通過使用低成本材料,如用高強(qiáng)度不銹鋼替代稀有金屬,以壓低造價(jià);采用增材制造技術(shù),如3D打印制導(dǎo)系統(tǒng)、尾翼、發(fā)動(dòng)機(jī)等,提高生產(chǎn)速度,降低加工與裝配難度和成本。在使用方面,可通過提高導(dǎo)彈重復(fù)使用性,如研發(fā)可重復(fù)使用的發(fā)動(dòng)機(jī)、彈體等,減少每次任務(wù)的裝備消耗,降低使用成本。同時(shí),通過建立高效的維護(hù)保障體系,如利用智能監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)掌握導(dǎo)彈狀態(tài),實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)維護(hù),以降低成本。
張 翚 周小麗 陳 朗
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