美國“超高速射彈”發(fā)展情況分析

賈晨陽

2016年2月，美國國防部長卡特表示國防部戰(zhàn)略能力辦公室正在發(fā)展“改變游戲規(guī)則”的新技術(shù)能力，其中“超高速射彈”（Hyper Velocity Projectile，HVP）尤為引人注意。HVP項(xiàng)目旨在研發(fā)一種可用于電磁導(dǎo)軌炮、海軍艦炮和陸軍榴彈炮的超高速射彈，可有效防御巡航導(dǎo)彈及彈道導(dǎo)彈，并能夠?yàn)槊绹＼娝孀鲬?zhàn)提供火力支援。HVP是美國落實(shí)第三次“抵消戰(zhàn)略”的重要舉措，一旦研發(fā)成功，將對美國防空反導(dǎo)能力產(chǎn)生重要影響。

“超高速射彈”基本情況

HVP是美國海軍研發(fā)的下一代、通用化、低風(fēng)阻、多任務(wù)制導(dǎo)彈藥，可用于巡航導(dǎo)彈防御、彈道導(dǎo)彈防御、反水面戰(zhàn)以及海軍未來其他任務(wù)。

發(fā)展歷程 HVP項(xiàng)目最初是美國海軍為未來電磁導(dǎo)軌炮研發(fā)的一種高性能艦炮彈藥。2005年，美國海軍研究署啟動了“電磁導(dǎo)軌炮創(chuàng)新性海軍樣機(jī)”項(xiàng)目，計劃發(fā)展一種可低成本、快速、遠(yuǎn)程精確打擊敵方目標(biāo)的顛覆性武器。2012年，該項(xiàng)目完成第一階段主要任務(wù)，開發(fā)了33兆焦動能的電磁導(dǎo)軌炮實(shí)驗(yàn)室樣炮。隨后，海軍研究署啟動該項(xiàng)目第二階段任務(wù)，研發(fā)HVP是這一階段的重點(diǎn)工作之一。2013年，海軍研究署選定BAE系統(tǒng)公司作為HVP的主承包商，授予其3360萬美元的開發(fā)和驗(yàn)證合同。2015年，完成了HVP關(guān)鍵部件設(shè)計、炮彈飛行模擬、毀傷效能評估、彈載電子器件開發(fā)等工作。根據(jù)美國海軍提交國會的預(yù)算申請，海軍計劃從2017年開始為HVP項(xiàng)目單獨(dú)撥款（2017年前，HVP與電磁導(dǎo)軌炮項(xiàng)目“打包”研發(fā)），并于2017年完成HVP試射。2016年2月，美國防部戰(zhàn)略能力辦公室在預(yù)算申請中新設(shè)立了“超高速火炮武器系統(tǒng)”（Hypervelocity Gun Weapon System，縮寫為HGWS）項(xiàng)目，旨在集成海軍電磁導(dǎo)軌炮和HVP的技術(shù)成果，并將HVP技術(shù)移植到傳統(tǒng)火炮上，以提升現(xiàn)役海軍和陸軍火炮防空反導(dǎo)、反艦、對陸打擊、火力壓制等多任務(wù)能力。根據(jù)美國防部戰(zhàn)略能力辦公室預(yù)算，2016和2017年共為HGWS項(xiàng)目安排經(jīng)費(fèi)約5.15億美元，其中涉及HVP的主要工作包括：優(yōu)化陸軍火炮用HVP發(fā)射藥、部件和通信系統(tǒng)，并開展試射；測試HVP動能戰(zhàn)斗部的毀傷威力；開展閉環(huán)火控條件下HVP對抗模擬目標(biāo)的實(shí)彈測試等。

外部結(jié)構(gòu)及性能指標(biāo) HVP尾部有4片彈翼，其中2片為固定彈翼，2片活動彈翼用于控制炮彈飛行。HVP采用次口徑通用化彈體，通過配置直徑不同的4片鋁制彈托（未來可能采用更輕的碳纖維復(fù)合材料），可由不同口徑的火炮發(fā)射，包括電磁導(dǎo)軌炮、海軍127毫米MK45型艦炮、155毫米“先進(jìn)艦炮系統(tǒng)”以及陸軍155毫米榴彈炮。由電磁導(dǎo)軌炮發(fā)射時，除配備專用彈托外，還需在炮彈底部增加電樞。

HVP采用GPS+閉環(huán)火控指令制導(dǎo)，有動能和高爆兩種戰(zhàn)斗部，可攻擊水面目標(biāo)、地面目標(biāo)以及空中目標(biāo)。動能戰(zhàn)斗部裝藥不超過0.1千克，采用觸發(fā)引信，撞擊目標(biāo)后，戰(zhàn)斗部在目標(biāo)內(nèi)部爆炸形成破片，殺傷目標(biāo)，可用于防空反導(dǎo)；高爆戰(zhàn)斗部裝有約0.9千克高爆炸藥，采用近炸引信，炮彈在空中爆炸形成破片，殺傷目標(biāo)，可用于打擊水面和地面目標(biāo)。

HVP主要戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能

項(xiàng)目 性能參數(shù)

發(fā)射裝置 海軍MK45型艦炮

海軍先進(jìn)火炮系統(tǒng)

陸軍155毫米自行火炮

電磁導(dǎo)軌炮

長度 660.4毫米（包含投射裝置）

609.6毫米（彈丸）

重量 18.16千克（包含投射裝置）

12.71千克（彈丸）

有效載荷 6.81千克

射程 大于93千米（從MK45 mod 4型系統(tǒng)中發(fā)射）

大于74千米（從MK45 mod 2型系統(tǒng)中發(fā)射）

大于130千米（從先進(jìn)火炮系統(tǒng)中發(fā)射）

大于80千米（從155毫米自行火炮中發(fā)射）

大于185千米（從電磁導(dǎo)軌炮中發(fā)射）

炮口初速 馬赫數(shù)3（由127毫米榴彈炮系統(tǒng)發(fā)射）

馬赫數(shù)7（由電磁導(dǎo)軌炮系統(tǒng)發(fā)射）

殺傷方式 高爆殺傷（從所有發(fā)射系統(tǒng)中發(fā)射）

動能殺傷（從電磁導(dǎo)軌炮中發(fā)射）

最大射速 20發(fā)/分（從MK45 mod 2型系統(tǒng)中發(fā)射）

10發(fā)/分（從先進(jìn)火炮系統(tǒng)中發(fā)射）

6發(fā)/分（從155毫米自行火炮中發(fā)射）

10發(fā)/分（從電磁導(dǎo)軌炮中發(fā)射）

主要特點(diǎn) 一是具有較高的飛行速度。由電磁導(dǎo)軌炮發(fā)射的HVP飛行速度可達(dá)到馬赫數(shù)7。從127毫米榴彈炮發(fā)射的HVP速度可達(dá)到馬赫數(shù)3，是傳統(tǒng)炮彈速度的2倍，這一速度足以對抗部分反艦巡航導(dǎo)彈和無人機(jī)。二是具有較高的效費(fèi)比。HVP沒有火箭發(fā)動機(jī)，成本相對較低，單價只需要約2.5萬美元。相比之下，目前美國海軍裝備的“漸進(jìn)式海麻雀”防空導(dǎo)彈和“標(biāo)準(zhǔn)”-3 Block 1導(dǎo)彈成本分別為150萬美元和1400萬美元。在應(yīng)對敵方較廉價的巡航導(dǎo)彈和彈道導(dǎo)彈時，HVP具有較高的效費(fèi)比。三是通用性強(qiáng)。HVP最初是為電磁導(dǎo)軌炮專門研制的，經(jīng)過改進(jìn)，目前已可由海軍127毫米艦炮和陸軍155毫米榴彈炮發(fā)射。HVP一旦研制完成，就可集成到巡洋艦、驅(qū)逐艦和陸軍大口徑火炮等現(xiàn)役武器系統(tǒng)上。

關(guān)鍵技術(shù) HVP發(fā)射時需要承受的過載高達(dá)20000～30000倍的重力加速度，這需要配備堅固耐用的抗高過載電子器件、高性能材料以及戰(zhàn)斗部。HVP將解決抗高過載微型制導(dǎo)電子器件、控制致動系統(tǒng)、衛(wèi)星GPS接收機(jī)、緊湊型引信、高密度電子組件、先進(jìn)含能材料、輕質(zhì)高強(qiáng)度復(fù)合材料以及熱阻—熱調(diào)節(jié)材料等關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)前，美國海軍和工業(yè)界正在為HVP聯(lián)合研發(fā)抗高過載微型制導(dǎo)系統(tǒng)和電子器件。

“超高速射彈”帶來的影響

提高美海軍艦艇的作戰(zhàn)優(yōu)勢。HVP將會為美海軍水面作戰(zhàn)帶來諸多優(yōu)勢，如通過亞口徑彈藥的設(shè)計來實(shí)現(xiàn)極高的精度，從而避免使用火箭發(fā)動機(jī)來增加彈藥的射程；發(fā)射更小型化、更精確的彈藥可以減輕附帶毀傷的程度，并可在更大程度上提高彈藥庫的裝彈量，同時增強(qiáng)艦上的安全性；避免使用火箭發(fā)動機(jī)，從而減低彈藥的總成本。

降低美海軍艦艇的防御成本。美國通過研發(fā)HVP進(jìn)行彈道導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈防御作戰(zhàn)，將極大地降低艦艇防御成本，增強(qiáng)艦艇自衛(wèi)能力。美國防部長卡特表示，發(fā)展HVP而不是采用更昂貴的攔截器，將能夠以每發(fā)低得多的成本挫敗正在到來的導(dǎo)彈群襲擊，從而對攻擊者施加更高的成本代價。

抵消對手導(dǎo)彈不對稱作戰(zhàn)優(yōu)勢。從美國積極研發(fā)HVP的有關(guān)情況來看，這是美國針對對手量身定制的“改變游戲規(guī)則”的先進(jìn)技術(shù)，目的就是抵消對手導(dǎo)彈作戰(zhàn)的規(guī)模優(yōu)勢。美國將通過發(fā)展大量低成本防御武器，給對手導(dǎo)彈作戰(zhàn)構(gòu)成重大威脅與成本壓力，從而徹底改變戰(zhàn)爭中的攻防平衡。

幾點(diǎn)啟示

美軍將HVP視為應(yīng)對“反介入/區(qū)域拒止”能力定制的“改變戰(zhàn)爭規(guī)則”的顛覆性武器之一。美國國會研究署在名為《海軍激光器、導(dǎo)軌炮和HVP：背景及國會需考慮的問題》的研究報告中也指出，固態(tài)激光器、電磁導(dǎo)軌炮和HVP這3種新概念武器中的任何一種技術(shù)研發(fā)成功并實(shí)現(xiàn)部署，都可能成為水面艦防御的“戰(zhàn)爭規(guī)則改變者”；如果其中2種或3種武器研發(fā)成功并實(shí)現(xiàn)部署，其結(jié)果不僅將改變戰(zhàn)爭規(guī)則，甚至?xí)硪粓鲂赂锩?。值得我們高度關(guān)注。

“改變游戲規(guī)則”的先進(jìn)技術(shù)將對未來作戰(zhàn)產(chǎn)生重大影響。為保持對對手的技術(shù)優(yōu)勢，美國成立了戰(zhàn)略能力辦公室并專職研發(fā)各項(xiàng)“改變游戲規(guī)則”的先進(jìn)技術(shù)，從而使美國具備對抗高端對手的能力。與創(chuàng)造全新能力的技術(shù)驅(qū)動型機(jī)構(gòu)不同，戰(zhàn)略能力辦公室將通過對現(xiàn)有能力進(jìn)行重新使用、與其他國防部資產(chǎn)進(jìn)行集成、吸納新的商業(yè)技術(shù)等多種手段重新定義現(xiàn)有能力。目前，戰(zhàn)略能力辦公室開展的工作除了HVP，還包括“先進(jìn)導(dǎo)航”“集群自主平臺”“武器庫飛機(jī)”等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)項(xiàng)目。美國通過戰(zhàn)略能力辦公室加速推進(jìn)技術(shù)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)突襲，形成對手難以跟隨或?qū)沟摹案淖冇螒蛞?guī)則”的軍事能力，從而為美軍提供不對稱的競爭優(yōu)勢。

積極利用現(xiàn)有能力和即將成熟的技術(shù)發(fā)展顛覆性裝備。美國第三次“抵消戰(zhàn)略”的核心思想是實(shí)現(xiàn)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展和應(yīng)用，構(gòu)建新的絕對軍事優(yōu)勢。在HVP的發(fā)展過程中，美軍創(chuàng)新性地將即將成熟的HVP與傳統(tǒng)火炮相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)武器裝備作戰(zhàn)能力的跨越式提升。美軍創(chuàng)新裝備發(fā)展思路，將現(xiàn)有能力（成熟的平臺、武器、系統(tǒng)和技術(shù)）與即將成熟的技術(shù)、商用系統(tǒng)、作戰(zhàn)概念相互融合，快速形成具備全新作戰(zhàn)能力的武器裝備。

低成本高效率飽和攻擊將重新煥發(fā)生機(jī)，“以量取勝”可能重新成為武器裝備發(fā)展的重要思路。隨著導(dǎo)彈技術(shù)的擴(kuò)散，美國認(rèn)為其高端對手可能擁有與美國在射程、精度和隱身性能上相匹敵的導(dǎo)彈，從而使攻防形勢趨于平衡，這樣就使得數(shù)量和成本成為未來作戰(zhàn)的一項(xiàng)關(guān)鍵因素。這種動向?qū)?dǎo)致美國在發(fā)展新興技術(shù)能力的同時，重新重視武器裝備低成本和規(guī)模優(yōu)勢帶來的好處?；诖?，美國啟動了HVP、“無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)”等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)研發(fā)。

責(zé)任編輯：彭振忠