獵鷹何物

2014年伊始，世界媒體分外活躍。原因是美國媒體報道我國在1月9日成功進行了高超音速無動力滑翔飛行器的分離試驗（美國給出的代號為UW-14），引起了人們的關(guān)注和猜測，也引起美、日等國的極度恐慌。更有甚者竟然污蔑我國沒有真正實力，是竊取了美國HTV-2試驗的技術(shù)成果，才取得了飛行成功。

HTV-2為何物？所采用的技術(shù)究竟有多神秘？世界上難道只有美國人掌握了該技術(shù)嗎？

獵鷹折翼

HTV-2并不神秘，它其實是已經(jīng)連續(xù)兩次飛行試驗失敗的高超音速組合武器系統(tǒng)中的滑翔試飛器。

自1995年NASP計劃下馬之后，美國高超音速技術(shù)研究進入一個相對混亂的時期。各種新的發(fā)展計劃接連不斷。為制止這一混亂局面，美國決心調(diào)整高超音速發(fā)展戰(zhàn)略，并于2001年提出“國家航空航天倡儀計劃”（NAI），將發(fā)展高速/高超音速（HSH）、太空進入（SA）與空間利用（ST）三大技術(shù)作為發(fā)展重點，致力于實現(xiàn)對遠(yuǎn)程時間敏感目標(biāo)的打擊、空間發(fā)射與有效空間響應(yīng)。

在 NAI計劃中，DARPA支持了“獵鷹”計劃的出臺。

“獵鷹”是“從美國本土運送和運用兵力計劃”（Force Application and Launch from CONUS）英文縮寫FALCON的譯名。該計劃是2002年由DARPA和美國空軍聯(lián)合進行，目的是開發(fā)和驗證能夠執(zhí)行快速到達(dá)全球任務(wù)的高超音速技術(shù)，包括與高超音速飛行和可重復(fù)使用高超音速飛行器相關(guān)的一系列技術(shù)，演示可負(fù)擔(dān)得起的空間飛行器。

“獵鷹”計劃將使用一系列高超音速技術(shù)飛行器或高超音速技術(shù)試驗臺來逐步演示這些技術(shù)。該計劃還將開發(fā)一種低成本、可快速響應(yīng)的小型發(fā)射飛行器。計劃中所采用的技術(shù)多是一些成熟、通用、多次重復(fù)使用的高超音速巡航飛行器技術(shù)。這些關(guān)鍵通用技術(shù)包括：高升阻比氣動構(gòu)型、輕型耐高溫材料、熱防護技術(shù)、主動冷卻以及彈道選擇以及目標(biāo)更新和自動飛行控制技術(shù)。

美國政府關(guān)于快速到達(dá)全球能力的最終設(shè)想是研發(fā)出一種可重復(fù)使用的巡航飛行器。這種自主飛行的飛行器能夠從簡易的軍用飛機跑道起飛，可攜帶5400千克有效載荷，在2小時內(nèi)到達(dá)17000千米遠(yuǎn)的區(qū)域。它將使美國具有執(zhí)行快速反應(yīng)任務(wù)的能力，其往返架次率高并具有類似飛機的可操縱性和運載能力。

“獵鷹”計劃包含3種飛行器：

一、小型發(fā)射飛行器（SLV）。它是一種專用的低成本、快速反應(yīng)飛行器，能夠?qū)⑿⌒托l(wèi)星或其他載荷送到近地軌道。

二、通用航空飛行器（CAV）。它是一種火箭助推的彈藥投送系統(tǒng)，能以高超音速進行無動力滑翔，將負(fù)載投送到目標(biāo)區(qū)，實現(xiàn)近期的全球打擊能力。

三、高超音速武器系統(tǒng)（HWS）?？蓴y帶454千克載荷，打擊17000千米外的目標(biāo)，從起飛到擊中目標(biāo)的時間小于2小時；可根據(jù)任務(wù)需要隨時發(fā)射、在飛行中重新定位并重復(fù)使用，可高速投送彈藥，攻擊分布的目標(biāo)。美軍遠(yuǎn)期的全球打擊能力將依靠這種從本土發(fā)射、可重復(fù)使用的高超音速武器系統(tǒng)。

2003年11月，DARPA和美國空軍選定承包商，開始實施第一階段“獵鷹”計劃。該計劃由2部分組成：一是高超音速巡航飛行器（HCV），可從公路上起飛；二是通用航空器（CAV）彈藥系統(tǒng)，是一種無動力、機動式、高超音速滑翔飛行器，能將約454千克彈藥投放到5560千米之外的目標(biāo)上。

2004年10月“獵鷹”計劃按照國會對其2005財年工作內(nèi)容的限制做出調(diào)整，壓縮了龐大的規(guī)模，取消了進攻打擊武器部分，撤消了許多技術(shù)難點過高的項目，并對其關(guān)鍵項目的輕重緩急進行了重新排隊。CAV被重新命名為高超音速技術(shù)飛行器HTV。DARPA近期重點發(fā)展HTV技術(shù)，為未來的重復(fù)使用的高超音速巡航飛行器（HCV）做準(zhǔn)備。HTV系列飛行器有3種型號：即HTV-1、HTV-2和HTV-3。HTV-1在完成多次地面試驗之后，計劃沒有再向下發(fā)展，后來 HTV-3的研發(fā)計劃也被取消，最后只剩下了HTV-2研發(fā)計劃。

HTV-2 是“獵鷹”項目中研制的第二代飛行器，用來驗證全球快速打擊武器的關(guān)鍵技術(shù)，包括氣動構(gòu)型與熱防護、制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制技術(shù)等。這種全球快速打擊武器可以攜帶5443千克載荷在2小時內(nèi)飛行17000千米，打擊地球上的任意目標(biāo)。它由洛·馬公司制造，是一種專門設(shè)計的自主安全飛行系統(tǒng)。作為一種助推滑翔飛行器，HTV-2的設(shè)計一直致力于為各種飛行環(huán)境提供穩(wěn)定的測試平臺。它采用尖緣大后掠外形，按照設(shè)計要求，它將具有很高的升阻比，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于航天飛機，其彈道下段射程更長，同時橫向機動范圍更大。HTV-2飛行器的設(shè)計性能為16700千米的彈道射程和5500千米的橫向航程。

與傳統(tǒng)的彈道飛行器僅在短時間內(nèi)在大氣層飛行不同，HTV-2在大氣內(nèi)滑行的時間長達(dá)50分鐘，累積熱載荷隨時間不斷增加，且高升阻比也對材料和熱絕緣提出了很高要求。因此HTV-2采用了C-C復(fù)合材料防熱外殼，盡量降低燒蝕的程度，以便驗證飛行器在高速下的長時間續(xù)航能力。

根據(jù)HTV-2的最終設(shè)計質(zhì)量的要求，2006年，洛·馬公司和DARPA選擇軌道科學(xué)公司制造的“牛頭怪”-4 Lite 運載火箭作為HTV-2的發(fā)射器。

HTV-2試飛器原計劃在2008—2009年進行試飛，后來計劃拖期了。

美國當(dāng)?shù)貢r間2010年4月22日下午4時，DARPA在范登堡空軍基地將其研制的一架HTV-2發(fā)射升空。一天之后，即4月23日晚，DARPA對外宣稱，技術(shù)數(shù)據(jù)顯示，雖然HTV-2成功與火箭分離，但大約9分鐘后，遙測站與HTV-2失去聯(lián)系，試驗未達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

據(jù)報道，HTV-2首飛失敗的一個可能原因是當(dāng)飛行器以大于20馬赫的速度再入大氣層時周圍產(chǎn)生的等離子體可能干擾了遙測信號。為避免在第二次試飛中重蹈覆轍，技術(shù)人員對失去遙測信號的原因進行了仔細(xì)研究，研究認(rèn)為偏航值超出了預(yù)定值伴隨超出可控范圍的滾轉(zhuǎn)導(dǎo)致飛行器失控。endprint

2011年8月11日，在范登堡空軍基地再次發(fā)射“牛頭怪”-4火箭進行HTV-2的第二次飛行試驗?；鸺c試飛器成功進行了分離，HTV-2完成了再入飛行。當(dāng)試圖進入滑翔拉起階段時，與地面失去了聯(lián)系，導(dǎo)致飛行再次失敗。

后來公布的評估結(jié)果認(rèn)為，試驗證實了HTV-2氣動設(shè)計的有效性。飛行中HTV-2經(jīng)受的初始激波擾動超出設(shè)計值100倍。可能的原因是飛行器表面防熱層瓦解出現(xiàn)的間隙產(chǎn)生了強烈激波，促使飛行器急劇滾轉(zhuǎn)，最終導(dǎo)致飛行終止。

2次飛行試驗的失敗對“獵鷹”計劃產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，該計劃不得不重新進行必要的基礎(chǔ)研究。

“獵鷹”計劃是美國追求多年的夢想，其目的是不依賴國外航空基地（前方基地）、同伴和盟友的支持，就能在2小時內(nèi)從美國本土到達(dá)全球各地進行快速打擊。從作戰(zhàn)需求看，原計劃到2025年將部署一種可以投放有效戰(zhàn)斗載荷、從發(fā)射點用2小時能飛行17000千米的武器系統(tǒng)。

2007年，“獵鷹”計劃作為未來高超音速武器的重要一環(huán)順利獲得預(yù)算。HTV-3X“黑雨燕”計劃于2007年9月啟動。該計劃是“獵鷹”計劃的后續(xù)計劃，反映了可重復(fù)使用的高超音速飛行器技術(shù)日益增長的潛在戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)略意義。洛·馬公司的“臭鼬”工廠展示了HTV-3X組合循環(huán)高超音速試驗飛行器的結(jié)構(gòu)。該無人飛行器大小與殲擊機相似，可從飛機跑道上起降。渦輪發(fā)動機可將其加速到4馬赫，隨后由亞/超燃雙模沖壓發(fā)動機加速到巡航速度6馬赫。該飛行器采用軸對稱“內(nèi)旋”進氣道，在渦輪發(fā)動機和超燃沖壓發(fā)動機工作狀態(tài)下都能夠進氣。

原計劃要求“黑雨燕”驗證器用2年制造完成（2011—2012年），2012年9月首飛，在首飛之后的5～6個月內(nèi)達(dá)到“最大馬赫數(shù)”。2008年年初，國防部2009財年預(yù)算對該計劃進行了正式確認(rèn)，準(zhǔn)備為“黑雨燕”計劃提供7.5億美元的經(jīng)費支持。但這項預(yù)算遭到了國會強烈反對。他們認(rèn)為至少在近期制造“黑雨燕”還不太可能，這項巨額預(yù)算僅僅是冰山一角，后續(xù)經(jīng)費還需更多。2008年9月批準(zhǔn)的2009財年國防預(yù)算將經(jīng)費大幅削減至1000萬美元。DARPA認(rèn)為僅靠這樣少的資金不太可能把該項目繼續(xù)下去，不得不放棄該項高超音速驗證器研發(fā)項目。

“黑雨燕”高超音速試飛器計劃雖然因經(jīng)費問題而下馬，但該項目的基礎(chǔ)研究并未停止。不過也有媒體報道，美國已在2012年恢復(fù)了HTV-3X“黑雨燕”計劃的實施。

組合武器系統(tǒng)非美國專利

自從第二次世界大戰(zhàn)之后，彈道導(dǎo)彈與飛航導(dǎo)彈一直是獨立發(fā)展的，其技術(shù)和彈道特征也成了導(dǎo)彈分類的主要依據(jù)。彈道導(dǎo)彈與飛航導(dǎo)彈具有各自的優(yōu)勢，在戰(zhàn)爭中發(fā)揮著巨大作用。彈道導(dǎo)彈具有射程遠(yuǎn)、飛行速度快、威力大的優(yōu)點。飛航導(dǎo)彈則具有快速反應(yīng)、機動靈活、打擊精度高的優(yōu)勢。但是隨著導(dǎo)彈防御系統(tǒng)日臻完善，以及海、陸、空、天、電“五維一體”作戰(zhàn)能力的強化，彈道導(dǎo)彈和飛航導(dǎo)彈的生存能力和突防能力都面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

新技術(shù)革命催生了新的作戰(zhàn)樣式，它產(chǎn)生的直接后果是將導(dǎo)彈技術(shù)帶到了一個多元化發(fā)展時期。一些集眾家之長的概念、裝置和武器系統(tǒng)應(yīng)運而生。它們集合了原有系統(tǒng)的優(yōu)點，而又摒棄了不足，成為適應(yīng)未來作戰(zhàn)樣式、性能優(yōu)化的新的系統(tǒng)。

武器系統(tǒng)的組合有多種多樣，彈道導(dǎo)彈和飛航導(dǎo)彈就是典型的代表?！矮C鷹”計劃的試驗就是把彈道導(dǎo)彈和無動力滑翔武器結(jié)合在一起，滿足射程遠(yuǎn)、反應(yīng)快、機動靈活、精度高的性能要求。

彈道導(dǎo)彈助推—飛航導(dǎo)彈組合理論并不是新的概念。早在1949年，錢學(xué)森就提出了助推—滑翔式的彈道，稱為“錢學(xué)森彈道”。另外，德國科學(xué)家桑格爾也提出了一種再入跳躍彈道（Skip），并研制了一種叫“銀鳥”（Silbervogel）高超音速概念飛行器，一些半彈道式飛行器也源于這種理論。如果在飛行末端加入自動導(dǎo)引技術(shù)，就發(fā)展成了助推—滑翔—尋的彈道。

早在上世紀(jì)50年代初期，美國就開始了有關(guān)助推—滑翔組合導(dǎo)彈技術(shù)的研究。1957年開始進行高超音速滑翔飛行器（HGV）的研究。它是一種戰(zhàn)略導(dǎo)彈和三角形升力體滑翔級的組合體，由“民兵”導(dǎo)彈或空射運載火箭搭載，可助推到18馬赫，再入到80千米高空后，長距離滑翔，可攻擊15000千米以外的目標(biāo)。HGV采用C-C復(fù)合材料外殼。空射型HGV在1992年左右還做過相應(yīng)試驗。

蘇聯(lián)也是較早研究助推—滑翔組合導(dǎo)彈技術(shù)的國家。早在20世紀(jì)40年代，蘇聯(lián)就開始了組合導(dǎo)彈的風(fēng)洞試驗。在60年代就成功研制了米格-105助推—滑翔飛行器。后者采用兩級結(jié)構(gòu)，第一級為可重復(fù)使用的超音速飛機，第二級為升力體飛行器。該系統(tǒng)由圖-95飛機至少進行過3次投放試驗，雖然沒有取得最后的成功，但卻積累了比美國同期更多的實驗數(shù)據(jù)，為后來高超音速技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。在20世紀(jì)80年代后期，蘇聯(lián)開始實施IGLA高超音速發(fā)展計劃，該計劃最初采用SS-19“匕首”，后來改用SS-25“白楊”洲際彈道導(dǎo)彈作為助推器進行飛行試驗，取得了重大成果。

“獵鷹”與IGLA的重要區(qū)別是：“獵鷹”是實驗滑翔飛行器，考察的是再入大氣層后的相關(guān)特性，而IGLA的試驗還包含了驗證巡航段超燃沖壓發(fā)動機的性能。

（編輯/萬力）endprint