高超音速武器開啟戰(zhàn)爭新態(tài)勢

高峰

好萊塢科幻大片《變形金剛2》中，美軍用戰(zhàn)艦前甲板上的神秘武器發(fā)射了高超音速炮彈，對金字塔頂?shù)摹按罅ι瘛庇枰詺缧源驌簦@件武器就是未來高超音速動能武器的典型代表——電磁炮。

高超音速，是指物體的速度超過5倍音速（約合每小時移動6000千米）。高超音速武器主要包括高超音速飛行器和動能武器兩大類。其中高超音速飛行器主要包括高超音速導(dǎo)彈、高超音速飛機(jī)以及空天飛機(jī)等。它們采用的新型沖壓發(fā)動機(jī)被稱為“第三次動力革命”，因此高超音速飛行技術(shù)也被視為下一代飛行技術(shù)。動能武器又稱高超音速射彈武器，是將射彈推進(jìn)到5倍音速以上，通過直接碰撞的方式摧毀目標(biāo)的武器裝置。動能武器的典型代表是電磁軌道炮。

目前，美俄兩國高超音速武器研發(fā)處于全球頂尖地位，法國、德國、日本等國家也正在加快高超音速武器技術(shù)研發(fā)的步伐。那么，為何世界各國都對高超音速武器的研制趨之若鶩呢？

作為戰(zhàn)略武器，洲際彈道導(dǎo)彈能夠?qū)崿F(xiàn)打遍全球的目標(biāo)，但是它的成本太高。如果使用短程戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈又必須考慮建立前沿基地，同樣代價不菲。因此，為了滿足未來“全球快速打擊”的能力需求，各軍事強(qiáng)國急需一種成本夠低、速度夠快、射程夠遠(yuǎn)的新型飛行器，于是高超音速武器就成為軍事強(qiáng)國的不二選擇。

根據(jù)以往美軍發(fā)動空襲的過程來看，為了攻擊預(yù)定目標(biāo)，美軍大多需要出動眾多空中力量，如戰(zhàn)斗機(jī)接力護(hù)航、預(yù)警機(jī)空中指揮、加油機(jī)定點(diǎn)保障、電戰(zhàn)機(jī)開路護(hù)送等，才能順利打開敵方的防空缺口并攻擊目標(biāo)。一旦使用高超音速武器，如新型導(dǎo)彈，僅憑它急如閃電的速度和大多防空武器難以企及的高度，就可以孤身犯險(xiǎn)，完成對敵方防線內(nèi)的目標(biāo)攻擊任務(wù)。

節(jié)約發(fā)射成本

以往的高超音速飛行器大多以火箭為動力，如美國“大力神”運(yùn)載火箭向近地軌道（約100～200千米高）運(yùn)送13噸載荷，要消耗燃料600噸以上，其中大部分是氧化劑。新型高超音速飛行器X-51采用超燃沖壓發(fā)動機(jī)吸入空氣充當(dāng)氧化劑，因此，飛行器上僅需攜帶燃料即可。加之高超音速飛行器大多在6萬米高空飛行，那里空氣稀薄，飛行阻力只有傳統(tǒng)飛行器的幾十分之一，加上低阻力的外形設(shè)計(jì)，無需消耗太多燃料就能維持高空超高速飛行。如果利用從空氣稀薄區(qū)進(jìn)入空氣稠密區(qū)時氣壓反彈的“打水漂”彈道設(shè)計(jì)，高超音速飛行器的飛行速度及距離都能有效維持。

為了減重，目前世界高超音速飛行器的研發(fā)更多采用無動力或微動力滑翔技術(shù)。美軍的“獵鷹計(jì)劃”目前正在發(fā)展的通用航空飛行器（CAV），要實(shí)現(xiàn)5500千米的滑翔距離和2200千米的橫向機(jī)動能力，增強(qiáng)型通用航空飛行器（ECAV）要求機(jī)動性能再增一倍。因此，為了實(shí)現(xiàn)同一作戰(zhàn)目標(biāo)，高超音速飛行器的發(fā)射成本都較低廉。而X-37B空天飛機(jī)的發(fā)射和運(yùn)行成本，以及重復(fù)利用率都遠(yuǎn)勝于已退役的航天飛機(jī)，這早已是不爭的事實(shí)。

節(jié)約制造成本

飛行器的最大速度及最遠(yuǎn)飛行距離究其根源取決于發(fā)動機(jī)。傳統(tǒng)噴氣式發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件繁多，對精密制造、組裝測試的要求都極高。而在飛行速度達(dá)到3馬赫以上時，空氣的沖壓比可達(dá)到37，發(fā)動機(jī)無需壓縮機(jī)，只需直接噴注燃料即可。因此，超燃沖壓發(fā)動機(jī)的總體結(jié)構(gòu)類似一個帶擾流板的腔體，僅由進(jìn)氣道、燃燒室及噴管組成，需要安裝的活動部件少。較之噴氣式發(fā)動機(jī)而言，其生產(chǎn)工藝相對簡單，便于大規(guī)模制造，且易于降低成本。

美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室高速系統(tǒng)分部的羅伯特·梅謝爾聲稱：“目前，高超音速飛行技術(shù)就是世界航空界潛在的前沿領(lǐng)域之一?！痹诿绹哲姷摹叭蚩焖俅驌粲?jì)劃”中，高超音速武器是優(yōu)先研發(fā)的項(xiàng)目之一，并成為空天防御領(lǐng)域的重大現(xiàn)實(shí)威脅。

飛得高、跑得快、突防能力強(qiáng)

防空系統(tǒng)能否攔得住目標(biāo)，既取決于防空導(dǎo)彈自身的性能，也取決于預(yù)警系統(tǒng)能否及時發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、解算出目標(biāo)飛行軌道、預(yù)判出防空導(dǎo)彈發(fā)射窗口，以及與目標(biāo)的空中迎擊點(diǎn)。這些作戰(zhàn)要素還必須及時傳輸給指揮系統(tǒng)，引導(dǎo)防空導(dǎo)彈作戰(zhàn)。由于高超音速武器飛行中段大都在6萬米甚至更高的高空飛行，除標(biāo)準(zhǔn)-3導(dǎo)彈等專打大氣層外目標(biāo)的反導(dǎo)武器之外，大部分裝備常規(guī)發(fā)動機(jī)的戰(zhàn)術(shù)防空導(dǎo)彈根本就夠不著！如俄羅斯的C-300/400地空導(dǎo)彈，最大射高都在3萬米左右，因此大多數(shù)反導(dǎo)武器不得不把反導(dǎo)的注意力集中在目標(biāo)的起飛和最后攻擊階段（末制導(dǎo)階段）。而高超音速武器起飛階段只有區(qū)區(qū)90秒，而且遠(yuǎn)離敵方地基防空系統(tǒng)，即使敵方發(fā)現(xiàn)也難以及時進(jìn)行解算并攔截。因此，末制導(dǎo)階段就成為各國的重點(diǎn)反導(dǎo)攔截階段，但此階段高超音速武器的速度大多高達(dá)6馬赫以上，甚至十幾馬赫，幾乎達(dá)到洲際導(dǎo)彈的末段速度！如美國計(jì)劃在2016年試飛的新型HX高超音速飛行器，據(jù)稱計(jì)劃速度達(dá)到20倍音速。

目前，除美國具備較強(qiáng)的全球早期預(yù)警能力外，其他國家的早期預(yù)警能力都較弱。發(fā)現(xiàn)并確定小型高超音速武器目標(biāo)時，攻擊距離往往就只剩下500千米左右，只能提供4分鐘甚至更短的反應(yīng)時間，地面反導(dǎo)武器已難以完成發(fā)射準(zhǔn)備。如C-400地空導(dǎo)彈從接到作戰(zhàn)命令，到進(jìn)入發(fā)射狀態(tài)需要5分鐘。退一步說，即使地空導(dǎo)彈成功發(fā)射，面對疾如閃電的攔截目標(biāo)，速度較慢的地空導(dǎo)彈幾乎無從招架。如果攔截目標(biāo)此時再進(jìn)行機(jī)動變軌，或采用多彈頭技術(shù)，地空導(dǎo)彈的引導(dǎo)系統(tǒng)要重新解算并引導(dǎo)攻擊就難上加難。這也是目前各國都無法攔截遠(yuǎn)程洲際彈道導(dǎo)彈的主要原因。

身手敏捷難以預(yù)測

高超音速武器的飛行軌跡復(fù)雜得令人難以判斷。由于采用了空氣稀薄區(qū)和稠密區(qū)的大氣激波反彈原理，它在飛行中段大多通過大氣激波提供升力，以類似“打水漂”的方式行進(jìn)，就像騎著震幅漸弱的正弦波一樣向目標(biāo)上空疾馳。因此，高超音速武器又被稱為“馭波武器”。這種彈道與所處瞬時位置的大氣層密度差值密切相關(guān)，對方幾乎難以判斷和攔截。而X-37B空天飛機(jī)是美軍獲得進(jìn)入近地軌道、低成本可重復(fù)使用的最有效手段，X-37B以2.5萬千米的時速在軌運(yùn)行，加之其具備快速變軌能力，敵方很難對其定位并攻擊。

據(jù)計(jì)算，1.5千克的高超音速飛行體的動能就足以使一座橋梁解體。因而，除了高超音速突防能力強(qiáng)外，打擊威力巨大也是各國爭相研發(fā)高超音速武器的原因。目前，美國軍方對高超音速巡航導(dǎo)彈侵徹力的要求是對鋼筋混凝土6～11米，對一般土層則要達(dá)到40米。

動能武器打擊威力主要通過射彈的動能以及運(yùn)載炸藥量（填充滿炸藥時）來衡量，而有的高超音速武器如電磁炮、“箭-2”攔截彈干脆不裝炸藥，僅憑自身動能直接撞擊的方式就能摧毀目標(biāo)。根據(jù)動能公式EK=[12]mv2，在質(zhì)量相同的情況下，速度越快，打擊目標(biāo)的動能就越大。作為動能武器的電磁炮依靠電磁軌道給彈丸定向加速，具有推力大、射向穩(wěn)、隱蔽性好、發(fā)射能量可調(diào)和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等諸多優(yōu)點(diǎn)。2010年12月，美國海軍研發(fā)的電磁炮發(fā)射了20磅的彈丸，以5倍音速精確擊中了200千米外的目標(biāo)，其射程是該國常規(guī)武器的10倍，而且威力驚人。美國海軍計(jì)劃給未來戰(zhàn)艦裝備的電磁炮射程達(dá)321千米，能在敵艦防區(qū)外發(fā)動攻擊。如果說電磁炮已經(jīng)備受人們的關(guān)注，那么2012年曝光的一款名為“上帝之杖”的太空武器則更吸引眼球。據(jù)稱，美軍計(jì)劃依托太空平臺搭載大量高密度金屬棒，在衛(wèi)星制導(dǎo)下利用小型火箭助推和自由落體產(chǎn)生的巨大動能，可在任何時間對地球上任何地區(qū)的高價值戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)施快速、精確打擊，并能毫不費(fèi)力地摧毀大型建筑群和幾百米深的地下掩體。“上帝之杖”能發(fā)揮類似核武器的威力，又沒有核輻射的隱憂。由此看來，高超音速武器的確能帶來“點(diǎn)石成金”的效果！

從某種角度上講，社會發(fā)展史是世界各國的科學(xué)競爭史。當(dāng)國家之間出現(xiàn)科技代差時，實(shí)力弱的一方就失去了話語權(quán)，危機(jī)必然隨之降臨。因此，一個國家的科技創(chuàng)新一旦停滯就會落后于時代，落后就會挨打！因此爭奪軍事科技的制高點(diǎn)也成為當(dāng)代各軍事強(qiáng)國紛紛致力研發(fā)的原動力。