國外高超聲速武器發(fā)展動態(tài)

汪立萍，趙 霜，蔣長菊，郭 濤

（中國航天科工集團(tuán)8511 研究所，江蘇 南京210007）

0 引言

高超聲速技術(shù)是改變未來戰(zhàn)爭游戲規(guī)則的顛覆性技術(shù)。美國、俄羅斯作為航空航天大國，其高超聲速技術(shù)發(fā)展處于世界前列，已從概念和原理探索階段進(jìn)入了以高超聲速導(dǎo)彈為應(yīng)用背景的先期技術(shù)開發(fā)階段，逐漸實用化。2019 年12 月27 日，俄羅斯宣布“先鋒”高超聲速滑翔導(dǎo)彈正式部署，這是高超聲速武器從技術(shù)研發(fā)向裝備實裝的又一個重要里程碑，該導(dǎo)彈兼具“強(qiáng)突防”能力與“點(diǎn)穴式”精確打擊能力。

1 俄羅斯多型號高超聲速導(dǎo)彈的列裝形成震懾力量

冷戰(zhàn)時期，俄羅斯研發(fā)出世界上首款超燃沖壓發(fā)動機(jī)，冷戰(zhàn)結(jié)束后，又開始探索高超聲速飛行器的穩(wěn)定性、可控性與有效載荷等技術(shù)。2011 年以后，針對美國大力發(fā)展高超聲速技術(shù)的態(tài)勢，俄羅斯對高超聲速武器的研發(fā)增強(qiáng)了關(guān)注度，加大了投入力度，取得了矚目的成績，甚至可以說超越了美國。

俄羅斯的高超聲速武器中不僅有戰(zhàn)術(shù)級“匕首”空射型彈道式方案，也有戰(zhàn)略級“先鋒”高超聲速助推-滑翔式方案，還有吸氣式高超聲速巡航導(dǎo)彈3M22“鋯石”、“布拉莫斯-NG”等，這揭示了俄羅斯發(fā)展高超聲速武器的思路，即通過現(xiàn)有技術(shù)挖潛率先推出“匕首”空射型彈道導(dǎo)彈服役，同步開展高新技術(shù)研發(fā)以推進(jìn)無動力滑翔式“先鋒”導(dǎo)彈、有動力巡航式的“鋯石”、“布拉莫斯-NG”導(dǎo)彈陸續(xù)入役。利用多技術(shù)方案并行，盡早落實非核遏制能力，形成對美制衡的全新非對稱優(yōu)勢。俄羅斯國防部表示，2025 年前將向部隊提供全新高超聲速武器。

1.1 “先鋒”高超聲速滑翔導(dǎo)彈入役

俄羅斯“先鋒”（Avangard）高超聲速滑翔導(dǎo)彈自20 世紀(jì)80 年代中期開始研發(fā)，于2004 年完成首次測試，并在2018 年7 月投入大量生產(chǎn)。目前，該型導(dǎo)彈的參數(shù)及外觀均未披露，但據(jù)稱該系統(tǒng)由“先鋒”高超聲速滑翔彈頭及其載具UR-100N 洲際彈道導(dǎo)彈組成。該型導(dǎo)彈可在大氣層內(nèi)以Ma 數(shù)為20 的速度滑翔飛行；有媒體報道，該型核武器的威力高達(dá)200 萬噸，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的核彈頭。

俄羅斯國防部宣布，俄羅斯“先鋒”高超聲速滑翔導(dǎo)彈已于2019 年12 月27 日正式部署于俄羅斯奧倫堡地區(qū)，旨在突破大型反導(dǎo)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)，增強(qiáng)俄羅斯核威懾力。

1.2 “匕首”超聲速導(dǎo)彈試驗成功

2019 年11 月，俄羅斯對“匕首”高聲速導(dǎo)彈進(jìn)行了實彈發(fā)射測試，“米格”-31K 遠(yuǎn)程截?fù)魴C(jī)掛載著“匕首”導(dǎo)彈從科拉半島的空軍基地起飛，向哈爾默-尤里鎮(zhèn)靶場發(fā)射數(shù)枚“匕首”導(dǎo)彈，均準(zhǔn)確擊中目標(biāo)。

“匕首”導(dǎo)彈的彈體短粗，前部近似椎體，外表面沒有空氣進(jìn)口，只是在彈體尾部有4 個小型彈翼。外形很像是陸基的“伊斯坎德爾”彈道導(dǎo)彈，其實就是個小型空射彈道導(dǎo)彈。該導(dǎo)彈的彈長大約7～8 m，彈徑小于1 m，這與陸基的“伊斯坎德爾”導(dǎo)彈尺寸相仿，該導(dǎo)彈很可能是“伊斯坎德爾”導(dǎo)彈的空射版。

1.3 “鋯石”高高聲速導(dǎo)彈將裝備多種艦艇

3M22“鋯石”是俄羅斯研制的一種裝備超燃沖壓發(fā)動機(jī)的高超聲速反艦巡航導(dǎo)彈，它結(jié)合了彈道導(dǎo)彈的速度和巡航導(dǎo)彈的機(jī)動能力，是專為對抗現(xiàn)代彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)而設(shè)計的。其低空射程估計為250～500 km，在半彈道軌道上可達(dá)740 km，平均射程為400～450 km，最大射程可達(dá)1 000 km?！颁喪背呗曀俸；鶎?dǎo)彈速度Ma 數(shù)可達(dá)9，射程將超1 000 km。

“鋯石”計劃武裝水面艦艇和潛艇，比如俄羅斯海軍20385 型輕護(hù)艦首艦“轟鳴”號、“沙波什尼科夫元帥”號大型反潛艦和“伊爾庫茨克”號核潛艇，都將在未來裝備最新型“鋯石”高高聲速導(dǎo)彈。

1.4 R-37M 高超聲速空對空導(dǎo)彈(也稱RVV-BD)將裝備多種戰(zhàn)斗機(jī)

R-37M 是一種遠(yuǎn)程空對空導(dǎo)彈，將裝備現(xiàn)役和未來的俄羅斯“蘇霍伊”系列和“米格”系列戰(zhàn)斗機(jī)，以取代R-77 空空導(dǎo)彈。R-37M 的射程達(dá)到200 km，最高速度Ma 數(shù)可達(dá)6，不僅能攻擊戰(zhàn)斗機(jī)，還能夠攻擊預(yù)警機(jī)和甚至巡航導(dǎo)彈。R-37M 的速度使其能在2～3 min 內(nèi)命中最大射程內(nèi)的目標(biāo)。導(dǎo)彈在大部分飛行段使用基于高精度激光陀螺儀的慣性制導(dǎo)系統(tǒng)。如果目標(biāo)突然改變方向，載機(jī)可以通過無線電來重新實施瞄準(zhǔn)。在“蘇-35”戰(zhàn)斗機(jī)上測試后，R-37M 還將在“蘇-57”戰(zhàn)斗機(jī)上進(jìn)行測試。

2 美軍加快高超聲速武器的研究

2.1 助推滑翔型武器逐漸成熟

1）高超聲速滑翔體飛行試驗多次成功

2020 年3 月19 日，美海軍、陸軍聯(lián)合成功進(jìn)行了“通用高超聲速滑翔體”（C-HGB）的第二次飛行試驗。試驗于3 月19 日晚間22∶30 左右由美陸軍、海軍在夏威夷考艾島太平洋靶場及附近海域聯(lián)合進(jìn)行，試驗代號FE-2。試驗中，C-HGB 由改進(jìn)的“北極星”-A3助推器發(fā)射，在滑翔段實現(xiàn)持續(xù)滑翔，準(zhǔn)確擊中目標(biāo)區(qū)域，整個飛行時間超過10 min，飛行距離超過3 200 km。此次試驗成功，將為美陸軍、海軍高超聲速武器部署奠定重要基礎(chǔ)。

C-HGB 計劃裝備在美陸軍“遠(yuǎn)程高超聲速武器”(LRHW)和海軍“常規(guī)快速打擊武器”(CPS)上。國防部在聲明中表示，此次試驗成功后，美軍將有望在3～5 年內(nèi)部署高超聲速武器。美海軍曾宣布計劃在弗吉尼亞級多用途潛艇上也配備一種由C-HGB 和直徑為0.876 m 的2 級助推器組成的導(dǎo)彈，預(yù)計在2028 年前準(zhǔn)備就緒，屆時新型武器將開始列裝艦隊。

2）“戰(zhàn)術(shù)助推-滑翔”(TBG)項目

TBG 滑翔體呈楔形，似箭頭，具有很高的升阻比。該項目在2010 年和2011 年各完成一次飛行測試，每次飛行約9 min。TBG 由DARPA 和美國空軍聯(lián)合主管。美國空軍計劃使用TBG 作為其AGM-183A“空射型快速反應(yīng)武器”。美國陸軍還計劃將TBG 作為其地面發(fā)射作戰(zhàn)火力概念基礎(chǔ)。

雷神公司負(fù)責(zé)TBG 的開發(fā)，至2019 年7 月底，雷聲公司和DARPA 已成功完成“戰(zhàn)術(shù)助推滑翔”（TBG）高超聲速武器項目的基線設(shè)計評審，為后續(xù)開展武器系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)計評審和向?qū)嵱棉D(zhuǎn)化鋪平了道路。

2.2 為趕超俄羅斯同時發(fā)展多個高超項目

俄羅斯多種高聲速導(dǎo)彈的部署，迫使美國進(jìn)一步加快研發(fā)進(jìn)度，以盡快形成高超聲速打擊能力。

在同步進(jìn)行的多個項目中，美軍從性能和成本等多角度取舍，優(yōu)中選優(yōu)，很快取得了進(jìn)展。2020 年3月，美空軍高超聲速常規(guī)打擊武器（HCSW）項目通過關(guān)鍵設(shè)計審查（CDR）后，即被宣布下馬，理由是同步進(jìn)行的空射快速響應(yīng)武器（ARRW）項目尺寸更小，HCSW 項目絕大多數(shù)人員又被分配到其他項目，這些項目中應(yīng)該包含其他高超項目。

美軍高度重視高超聲速武器技術(shù)與艦艇的集成，首先在“弗吉尼亞”級攻擊型核潛艇上集成以完成技術(shù)積累，未來“朱姆沃爾特”級驅(qū)逐艦以其尺寸、發(fā)電量、導(dǎo)彈發(fā)射器等方面的優(yōu)勢，很有可能成為裝備高超聲速武器的有利平臺。

2.3 DARPA 開展多種演示驗證項目

在高超聲速武器及技術(shù)領(lǐng)域，DARPA 近年來開展了多項演示驗證項目，如表1 所示。除了TBG 項目外，“作戰(zhàn)火力”(OpFires)項目也在開發(fā)中。該項目旨在研制一種新型地面發(fā)射系統(tǒng)，使先進(jìn)戰(zhàn)術(shù)武器突防對手防空系統(tǒng)，快速精確打擊關(guān)鍵目標(biāo)。OpFires 在2020 年3 月已進(jìn)入第三階段研究，關(guān)注武器系統(tǒng)集成。在支撐高超聲速飛行器的動力技術(shù)方面，DARPA 開展了“火神”和“先進(jìn)全速域發(fā)動機(jī)”等項目，逐步突破射程和速度瓶頸，以奪取新的戰(zhàn)略優(yōu)勢。

表1 美高超聲速項目一覽表

3 其他國家開始高超聲速武器的研發(fā)

日本防衛(wèi)省采辦、技術(shù)和后勤局（ATLA）已開始研發(fā)能夠打擊水面艦艇和地面目標(biāo)的高超聲速導(dǎo)彈。該導(dǎo)彈被防衛(wèi)省看作是“游戲規(guī)則的改變者”，研制工作已于2019 年啟動，計劃2030 年完成。目前ATLA正與三菱重工一起開發(fā)超燃沖壓發(fā)動機(jī)，后者還獲得了原型發(fā)動機(jī)的研究合同。該型導(dǎo)彈采用雙模超燃沖壓發(fā)動機(jī)技術(shù)（DMSJ），發(fā)動機(jī)由沖壓噴氣發(fā)動機(jī)和超燃沖壓發(fā)動機(jī)組合而成，飛行速度Ma 數(shù)能夠達(dá)到5 及更高，并且能夠以多種速度飛行。該型導(dǎo)彈采用衛(wèi)星和慣性導(dǎo)航的組合制導(dǎo)系統(tǒng)，末端制導(dǎo)方式采用雷達(dá)和光電圖像成像技術(shù)，具有全天候作戰(zhàn)能力。該型導(dǎo)彈將以陸地發(fā)射形式部署，預(yù)計可攜帶摧毀敵方航母飛行甲板的穿甲彈頭和壓制地面敵人的高密度爆炸成形穿甲彈頭

澳大利亞2020 年國防力量結(jié)構(gòu)計劃指出，澳大利亞希望實施“高速遠(yuǎn)程打擊和導(dǎo)彈防御武器的開發(fā)、試驗和評估計劃，以期開發(fā)出武器原型”，將投資62～93 億澳元研究高速遠(yuǎn)程打擊武器，包括高超聲速武器。

4 高超聲速武器防御技術(shù)研發(fā)和裝備部署提速

攔截高超聲速目標(biāo)是一項復(fù)雜的任務(wù)，需要強(qiáng)大的雷達(dá)、數(shù)字信號處理系統(tǒng)、高性能計算設(shè)備、高速攔截導(dǎo)彈，以及能夠從誘餌中分離真實目標(biāo)的復(fù)雜計算機(jī)。

針對臨近空間高超聲速武器的快速發(fā)展，美國于2018 財年開始將防御高超聲速威脅項目列入預(yù)算，推進(jìn)包括動能的與非動能的攔截技術(shù)、傳感器技術(shù)、通信指揮控制技術(shù)和建模與仿真技術(shù)等高超聲速防御技術(shù)開發(fā)。2019 年導(dǎo)彈防御局選出5 個高超聲速防御武器系統(tǒng)概念方案。2021 財年預(yù)算中，導(dǎo)彈防御局啟動了新的高超聲速防御計劃——區(qū)域性滑翔段攔截武器系統(tǒng)，旨在補(bǔ)充之前已啟動的高超聲速防御武器系統(tǒng)計劃。

俄羅斯正準(zhǔn)備裝備S-500“普羅米修斯”和А-235“努多利”2 型新型空天防御系統(tǒng)，該系統(tǒng)將成為俄羅斯高超聲速武器防御系統(tǒng)的基礎(chǔ)。同時，俄羅斯還正在部署高超聲速機(jī)動目標(biāo)探測（如“對手-GE”雷達(dá)站）和跟蹤系統(tǒng)。高超聲速武器與其防御技術(shù)和裝備呈對抗性同步發(fā)展的狀態(tài)。

5 結(jié)束語

美國國防部表示，2020 財年美國高超聲速導(dǎo)彈項目研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入26 億美元，2021 財年經(jīng)費(fèi)預(yù)算將達(dá)到32 億美元。在人才上，美仍將采用國家/學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)聯(lián)合的方式填補(bǔ)高超聲速項目研制所需的人才缺口。在機(jī)構(gòu)上，建立“聯(lián)合高超聲速過渡辦公室”及高超聲速大學(xué)聯(lián)盟?？梢灶A(yù)見，未來3～5 年，將是美高超聲速武器逐漸成熟、高速發(fā)展、形成戰(zhàn)斗力的重要時期。提前謀劃高超聲速武器天基預(yù)警系統(tǒng)，發(fā)展高超聲速武器防御技術(shù)具有十分重要的戰(zhàn)略意義。