美國“超高速射彈”發(fā)展情況分析

賈晨陽

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)。

超高速射彈示意圖

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(jì)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(jì)、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(jì)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

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(jiān)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(jì)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。

安裝在127毫米發(fā)射系統(tǒng)中的HVP

安裝在155毫米發(fā)射系統(tǒng)中的HVP

超高速撞擊演示實(shí)驗(yàn)

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。

安裝在電磁導(dǎo)軌炮中的HVP

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