高超聲速飛行器作戰(zhàn)運用探要*

郝曉雪 王 忠 韓光松

（1.中部戰(zhàn)區(qū)聯(lián)合參謀部辦公室 北京 100144）（2.火箭軍工程大學 西安 710025）（3.國防大學聯(lián)合作戰(zhàn)學院 石家莊 050084）

1 引言

20世紀50年代以來，美蘇兩國在高超聲速領域展開了激烈的競爭，經(jīng)歷了高超聲速技術探索、基礎理論研究和武器型號研制等階段，開展了大量試驗性項目，為高超聲速飛行器的發(fā)展打下了堅實基礎。高超聲速被稱為“21世紀的隱身能力”，高超聲速飛行器從根本上改變了傳統(tǒng)戰(zhàn)爭的時空觀，成為世界強國爭奪非對稱戰(zhàn)略優(yōu)勢的又一制高點，大國之間圍繞高超聲速技術領域的新一輪持久博弈已開啟，顯示出不可估量的應用前景［1］。

前蘇聯(lián)開展了“銀鳥”空天轟炸機、“信天翁”水陸兩棲飛機、“4202”等項目研究，在高超聲速飛行器領域長期領先。俄羅斯開展了YU-70與YU-71高超聲速助推滑翔導彈等項目研究。2001年12月，美國退出《反導條約》后大力構(gòu)建全球反導體系。俄羅斯高超聲速發(fā)展戰(zhàn)略指導思想是突破美國的導彈防御系統(tǒng)，在經(jīng)濟寒冬情況下堅持高超聲速導彈核常兼?zhèn)?，秉承非對稱發(fā)展定位，海軍、空軍和戰(zhàn)略火箭軍各自保留一個項目，分別是艦載“鋯石”、空基“匕首”和陸基“先鋒”高超聲速導彈［2～3］。

美國的高超聲速飛行器計劃起步較早，但由于需求不迫切，加之各軍種項目紛繁，導致整體進度進展緩慢，長期停留在技術驗證和各項目磨合階段。20世紀90年代中后期，美國將高超聲速技術視為戰(zhàn)略能力轉(zhuǎn)型的關鍵，戰(zhàn)略指導思想是優(yōu)先研發(fā)各種先期部件和高超聲速飛行試驗平臺［4］。從目前的發(fā)展進程來看，美國高超聲速武器化落后于俄羅斯，主要原因包括兩個方面：一是研究工作缺乏統(tǒng)一規(guī)劃。各軍兵種和研究機構(gòu)在高超聲速武器領域的研發(fā)進展未協(xié)調(diào)一致，部分項目存在重復建設問題，目標高、攤子大造成了嚴重的資源浪費。由于高超聲速技術不成熟或資金不足，導致很多研究項目終止，如HTV-2、X-43A、X-51A等。二是關鍵技術缺乏積累繼承。美國很多項目倉促下馬或結(jié)束后沒有很好地總結(jié)經(jīng)驗，加之各單位技術封鎖較為嚴重，軍種、部門、國防承包商之間的利益紛爭導致嚴重的內(nèi)耗。

俄羅斯“匕首”“先鋒”高超聲速導彈先后服役，極大地刺激了美國。由于大國競爭的回歸以及對“反介入/區(qū)域拒止”體系的擔憂，發(fā)展高超聲速武器的必要性正在凸顯。美國為確保高超聲速武器處于絕對領先地位，全方位重振高超聲速技術發(fā)展，調(diào)整高超聲速武器的發(fā)展思路。一是著眼盡快形成作戰(zhàn)能力，明確高超聲速武器發(fā)展目標。二是國防部全方位統(tǒng)一規(guī)劃，整合高超聲速項目資源［5］。三是多部門加大資金投入，推進高超聲速武器型號研制［6～7］。美軍持續(xù)推進“全球快速打擊”體系建設，不斷提升戰(zhàn)略打擊能力，將給對手國家安全構(gòu)成嚴重威脅。本文從高超聲速飛行器的能力特點出發(fā)，研究高超聲速飛行器在未來高端戰(zhàn)爭中可能的運用方式，分析高超聲速導彈對未來戰(zhàn)爭的影響，為新型武器的研制和作戰(zhàn)籌劃提供參考借鑒。

2 高超聲速飛行器技術路線

高超聲速飛行器，是指以5Ma以上的速度在臨近空間持久飛行的飛行器，包括高超聲速導彈、高超聲速飛機等［8］。高超聲速導彈包括助推滑翔導彈和巡航導彈。高超聲速飛機可在2h內(nèi)抵達全球任何地點，執(zhí)行偵察監(jiān)視、兵力投送、遠程打擊等任務。根據(jù)動力類型，高超聲速飛行器分為助推滑翔式與吸氣巡航式。

2.1 助推滑翔式飛行器

助推滑翔式飛行器，采用助推火箭發(fā)射，通常在距離地面35km以上的高空釋放，利用高升阻比氣動外形在臨近空間以高超聲速遠距離滑翔。助推滑翔式飛行器充分利用空氣動力學和滑翔效應，通過錢學森彈道或桑格爾彈道滑翔，能夠進行大范圍橫向與縱向機動。

圖1 助推滑翔彈道示意圖

錢學森彈道也稱助推滑翔彈道，于1948年錢學森在美國火箭年會首次提出，由火箭發(fā)動機將導彈推進至高超聲速；然后彈頭在臨近空間增程滑翔，進行橫向機動與縱向機動；隨著彈頭在大氣層高度不斷降低，大氣密度增加，彈頭速度逐漸降低。這種飛行方式要求飛行器具有更好的升阻比，需要根據(jù)飛行器最大航程專門設計氣動外形，目前主要有兩種類型，一是雙錐體外形，具有中等升阻比，橫向機動能力有限，如AHW；二是乘波體外形，具有高升阻比，如HTV-2［9］。

桑格爾彈道也稱滑翔跳躍彈道，通過改變飛行器進入臨近空間的姿態(tài)、速度和時機，或采用更優(yōu)化結(jié)構(gòu)的氣動外形以提高飛行器的升阻比，實現(xiàn)滑翔跳躍飛行，這個過程可以理解為“用石頭打水漂”。桑格爾彈道在航天領域運用較多，登月飛船和深空飛行器的返回艙在大氣層“打水漂”，可快速降低自身速度。例如，登月飛船的返回艙采用“桑格爾彈道”進行回收，該過程可以認為是高超聲速飛行器。返回艙第一次再入大氣層后，在距離地面約60km高空受到強大的弓形激波作用而反彈回宇宙空間，這一過程將消耗返回艙大量再入動能，進而降低其二次再入大氣層的速度；多次利用60km～100km空間的低溫環(huán)境可大幅降低返回艙的溫度。

2.2 吸氣巡航式飛行器

吸氣巡航式飛行器的發(fā)動機全程工作，在距離地面20km～30km高空飛行，從大氣層中吸入所需的氧氣，具有全程動力、全程操控、全程機動等優(yōu)勢。這種飛行器必須解決動力問題，實現(xiàn)大氣層內(nèi)經(jīng)歷不同高度，跨越亞聲速、聲速、超聲速直至高超聲速均能有效工作。發(fā)動機的工作狀態(tài)與飛行速度、高度等密切相關，不同發(fā)動機都有其最佳的適用范圍。例如，渦輪噴氣發(fā)動機只能在航空空間工作，最大速度3Ma；超燃沖壓發(fā)動機必須達到4Ma才能有效工作［10］。

目前，吸氣巡航式飛行器的動力有兩種解決方案：一是采用組合循環(huán)發(fā)動機，將不同類型的發(fā)動機組合在一起，保證高超聲速飛行器在寬廣的飛行包線范圍內(nèi)高效可靠地工作，因此高超聲速飛行器至少裝配兩套動力系統(tǒng)。二是采用協(xié)同吸氣式火箭發(fā)動機，英國反應發(fā)動機公司研發(fā)的一種一體發(fā)動機，通常具有火箭與吸氣兩種工作模式。飛行器采用協(xié)同吸氣式火箭發(fā)動機，低空飛行時就像一架噴氣式飛機，從大氣中吸入氧氣燃燒所攜帶的液氫；高空飛行時，發(fā)動機切換到火箭模式，依靠攜帶的氧氣燃燒液氫。

3 高超聲速飛行器能力特點

美智庫評估認為，高超聲速飛行器技術代表了繼螺旋槳、噴氣式后航空史上的第三次技術革命。高超聲速飛行器具備飛行速度快、打擊范圍廣、突防能力強等顯著優(yōu)勢［11］。相對于現(xiàn)役的常規(guī)導彈，精確打擊能力、強毀傷能力并不能作為高超聲速導彈的能力特點。

3.1 飛行速度快

按照6Ma～8Ma的速度計算，高超聲速導彈的速度是亞音速導彈的10倍，從本土發(fā)射一小時可打擊全球任何目標。高超聲速飛機從機場起飛，兩小時能降落在世界上任何一個機場。亞聲速“戰(zhàn)斧”巡航導彈打擊1000km以外的目標需飛行一個多小時，而高超聲速導彈只需約8min，與彈道導彈的飛行時間一致，具備實時攻擊能力，高超聲速導彈的打擊能力跨入“秒殺”級別。

3.2 打擊范圍廣

高超聲速導彈的打擊范圍包括射程、橫向機動范圍兩個方面。高超聲速導彈的氣動外形對射程的影響特別大，隨著升阻比增大，射程不斷增大。助推滑翔式飛行器在臨近空間滑翔可使其射程提高一倍，吸氣巡航式飛行器依靠動力系統(tǒng)自由加速，使得高超聲速導彈具備大范圍橫向機動能力，從本土陸基或海基平臺發(fā)射，不需要前沿部隊提供支援、后勤補給等，大幅提升發(fā)射單元的戰(zhàn)場生存能力。

3.3 突防能力強

研究表明，當飛行器的速度從5Ma增加到6Ma時，突防概率從78%增加到89%［12］。高超聲速導彈獨特的物理特征、飛行軌跡、飛行空間等使其可突破現(xiàn)役所有防空反導體系。

圖2 高超聲速導彈升阻比-射程關系

一是探測跟蹤難導致反應時間短。高超聲速導彈的雷達與紅外特征明顯，但與傳統(tǒng)的彈道導彈相比，高超聲速導彈的助推時間短、飛行彈道低，導致敵方預警衛(wèi)星、雷達的探測距離大幅度減少，預警時間縮短。高超聲速導彈返回大氣層時，激波形成包圍導彈的高溫等離子鞘套，增大了雷達穩(wěn)定跟蹤的難度，進一步壓縮敵方的預警時間和攔截窗口。此外，高超聲速導彈還通過釋放誘餌干擾、電子干擾等手段，極大地提高了突防概率。

二是大范圍機動導致軌跡預測難。高超聲速導彈在臨近空間飛行時可進行大范圍橫向機動，縱向采用非彈道機動飛行，其飛行軌跡與瞬時所處空間的大氣層密度息息相關，敵方導彈防御系統(tǒng)很難預測其飛行軌跡與攻擊方向。

三是直搗敵方防空反導體系間隙。“標準”-3導彈的攔截高度在70km以上，主要在100km的大氣層外攔截飛行中段的彈道導彈；“薩德”系統(tǒng)只能攔截40km以上飛行末段的彈道導彈；“愛國者”-3導彈的攔截高度在20km以下。高超聲速導彈的飛行高度主要在25km～40km，目前僅“標準”-6導彈的最大攔截高度達33km，可能對其構(gòu)成一定威脅。

4 高超聲速飛行器作戰(zhàn)運用

近幾年高超聲速飛行器迎來了井噴式發(fā)展，將形成新的作戰(zhàn)威懾力，具備改變未來戰(zhàn)爭“游戲規(guī)則”的潛力，在海上高端戰(zhàn)爭中發(fā)揮重要作用。

4.1 作為開路先鋒遂行攻堅拔點任務

高超聲速導彈基本具備“發(fā)現(xiàn)即摧毀”的實時攻擊能力，可快速精確摧毀敵方預警體系、指揮機構(gòu)、導彈陣地、軍政首腦、預警機、大中型水面艦艇等目標。

一是突防能力強，首輪打擊防空反導體系。由于高超聲速導彈具備強大的突防能力，通常執(zhí)行首輪火力打擊任務，摧毀敵方防空設備、遠程警戒雷達等高價值目標，為后續(xù)導彈突擊梯隊、無人機突擊梯隊、空中突擊梯隊的作戰(zhàn)行動創(chuàng)造條件。

二是飛行速度快，即時打擊時間敏感目標。隨著網(wǎng)絡信息技術的迅猛發(fā)展，信息化聯(lián)合作戰(zhàn)體系中偵察監(jiān)視、信息傳輸、導航定位等作戰(zhàn)要素的響應時間大幅縮短，能夠在有限時間窗口內(nèi)發(fā)現(xiàn)、識別、跟蹤時敏目標，并做出攻擊決策，為高超聲速導彈快速突擊提供支撐。而高超聲速導彈接收到目標指示信息后，能夠在短時間以高超聲速飛臨時敏目標所在區(qū)域，大幅增加了對時敏目標的控制能力。

4.2 強對抗環(huán)境集火攻擊大范圍散布目標

未來高端戰(zhàn)爭中，針對敵方水面艦艇編隊、防空反導系統(tǒng)等具有多個子目標的高價值目標，高超聲速導彈采用協(xié)同攻擊規(guī)劃、多彈彈目距離協(xié)同制導等實現(xiàn)多種樣式彈道，多層次、多方向集火對這些目標實施多點同時打擊，有助于提高突防能力、目標毀傷效能和作戰(zhàn)效費比。

一是大范圍機動攻擊。高超聲速導彈具有良好的氣動外形，能夠進行橫向和縱向大范圍機動，采用“直拳式”“勾拳式”等方式攻擊高價值目標，不僅可以繞過敵方主要攔截集群，還可以形成較大范圍可達區(qū)，穿透性打擊分布在廣闊戰(zhàn)場上的超遠程固定目標與移動目標。

二是多導彈協(xié)同攻擊。隨著現(xiàn)代導彈技術的快速發(fā)展，高超聲速導彈可以裝配多種智能制導模塊，智能感知復雜戰(zhàn)場環(huán)境的態(tài)勢與接收各種平臺的制導指令，成為一體化聯(lián)合打擊體系的重要節(jié)點，彈頭在飛行過程中協(xié)同完成偵察探測、信息共享，實現(xiàn)協(xié)同突防與攻擊任務［13］。

4.3 使用門檻低創(chuàng)新了懾戰(zhàn)并用作戰(zhàn)方式

高超聲速導彈將時間、空間、能量三者完美地結(jié)合在一起，擁有全球快速精確打擊能力，成為實施遠程精確打擊的戰(zhàn)略性手段，可作為核武器的“替代品”。與傳統(tǒng)核威懾不同，高超聲速導彈采用常規(guī)彈頭，既具備戰(zhàn)略打擊能力，又不必承擔使用核武器所需付出的高昂代價，基本上可以不受限制地投入實戰(zhàn)。

高超聲速導彈具有先發(fā)制人的戰(zhàn)略優(yōu)勢與重要的實戰(zhàn)價值，具備比核武器更加可信的戰(zhàn)略威懾和戰(zhàn)略打擊能力，將變革現(xiàn)有作戰(zhàn)方式，對敵方造成巨大的心理壓力，從而達到“未戰(zhàn)而先勝”的威懾效果。高超聲速導彈豐富了常規(guī)導彈戰(zhàn)略打擊的作戰(zhàn)概念，主要對敵方要害目標、高價值目標、時敏目標等實施快速、定點、清除式打擊，可極大地提高了作戰(zhàn)的突然性、隱蔽性和威懾力。

4.4 生存能力強豐富了高空偵察監(jiān)視配系

高超聲速飛機搭載各種情報、偵察、監(jiān)視載荷，利用飛行高度與突防優(yōu)勢，對敵方進行全天候、全天時高空偵察監(jiān)視，將實時搜集的戰(zhàn)場情報通過C4ISR系統(tǒng)分發(fā)至各級指揮單元和作戰(zhàn)平臺，為實時的臨機決策、毀傷評估等提供重要支撐。與有人或無人偵察機相比，高超聲速飛機的戰(zhàn)場生存能力強，可執(zhí)行對地、對天雙重偵察監(jiān)視任務，大幅拓展偵察監(jiān)視范圍，情報搜集時效性顯著增強。高超聲速飛機與預警機、偵察衛(wèi)星等構(gòu)成一體情報偵察體系，充分發(fā)揮戰(zhàn)場情報搜集整體優(yōu)勢，可對己方周邊廣闊海域?qū)崿F(xiàn)全域覆蓋和全維監(jiān)視。

5 高超聲速導彈對未來戰(zhàn)爭的影響

5.1 顛覆現(xiàn)有空防規(guī)則，實現(xiàn)非對稱戰(zhàn)略制衡

高超聲速導彈具備強大的突防能力，能夠刺破敵方現(xiàn)役的防空反導體系，徹底打破現(xiàn)有大國之間相對的軍事力量平衡，增大了威懾的可靠性，將對敵方武器裝備體系發(fā)展產(chǎn)生顯著影響。一是敵方不得不付出高昂代價升級防空反導體系，向更高預警維度、更快反應速度、更大打擊力度的陸、海、空、天聯(lián)合防御體系發(fā)展。二是高超聲速導彈強大的打擊能力，或?qū)⑹箶撤杰娛略齑瑯I(yè)發(fā)生轉(zhuǎn)折，導致海上作戰(zhàn)力量體系發(fā)生重大變化。因此，高超聲速導彈可以實現(xiàn)非對稱戰(zhàn)略制衡，加速瓦解敵方現(xiàn)有作戰(zhàn)體系和綜合國力。

5.2 戰(zhàn)爭進程顯著縮短，體系對抗更趨激烈

高超聲速導彈突破了時間和空間對戰(zhàn)爭的限制，信息化戰(zhàn)爭真正進入“秒殺”時代，導致作戰(zhàn)節(jié)奏顯著加快，極大地壓縮了“觀察-定位-決策-行動”循環(huán)周期中行動到觀察的時間，在敵方未采取行動之前破壞和削弱其體系作戰(zhàn)能力，有利于奪取作戰(zhàn)行動主動權(quán)，達到“致人而不致于人”的目的。因此，信息與速度一起成為聯(lián)合作戰(zhàn)制勝的決定性因素，高超聲速導彈加速了未來戰(zhàn)爭制勝機理嬗變，將對信息化戰(zhàn)爭帶來顯著影響。一是主動發(fā)起戰(zhàn)爭的風險增大。高超聲速導彈高度依賴作戰(zhàn)體系，使得信息化作戰(zhàn)體系之間的對抗異常激烈，攻擊方不斷提高自身體系的支撐和對抗能力，受攻擊方為應對高超聲速導彈的巨大威脅，必然會綜合運用各種手段破擊對手作戰(zhàn)體系。在戰(zhàn)爭主動權(quán)巨大紅利的誘惑下，可能爆發(fā)戰(zhàn)爭的雙方之間更傾向于主動打響戰(zhàn)爭第一槍。二是戰(zhàn)爭更加依賴完備的戰(zhàn)前預案。由于高超聲速導彈打擊速度呈幾何級提升，一場高端戰(zhàn)爭或許在數(shù)個攻擊波次之后就分出勝負。因此，各戰(zhàn)略方向需要根據(jù)使命任務，提前制定多套詳細的作戰(zhàn)計劃，以應對敵方可能突然發(fā)起的高超聲速打擊行動。

5.3 空天一體攻防作戰(zhàn)，催生新型作戰(zhàn)樣式

高超聲速導彈打破了“以空間換時間”的作戰(zhàn)策略?；诳栈㈥懟?、?；l(fā)射平臺，高超聲速導彈全面融入聯(lián)合作戰(zhàn)體系，形成分布式跨域部署能力和全向發(fā)射能力，可能催生諸多新型作戰(zhàn)樣式，如極速點穴戰(zhàn)、遠域毀癱戰(zhàn)等。一是極速點穴戰(zhàn)。海上高端戰(zhàn)爭中，高超聲速導彈可從多維空間發(fā)起突襲，對敵方軍政首腦、前沿軍事基地、大中型水面艦艇、偵察監(jiān)視平臺等目標實施“點穴式”打擊，摧毀敵方空海一體作戰(zhàn)體系的關鍵節(jié)點，實現(xiàn)非對稱戰(zhàn)略制衡。二是遠域毀癱戰(zhàn)。根據(jù)戰(zhàn)局發(fā)展和作戰(zhàn)需要，高超聲速導彈作為核武器的戰(zhàn)略降級打擊替代方案，對敵方戰(zhàn)略縱深高價值目標、深埋地下的指揮機構(gòu)等實施遠程精確打擊，既能降低引發(fā)全面核戰(zhàn)爭的政治風險，又能起到戰(zhàn)略懾止作用。

5.4 核常交纏更加突出，核武化打破戰(zhàn)略平衡

2019年，俄羅斯率先部署“先鋒”高超聲速核導彈，與美國核力量結(jié)構(gòu)形成了新的非對稱優(yōu)勢。目前，法國、英國、日本、印度、澳大利亞等也在加緊發(fā)展高超聲速導彈。一是核常交織更加突出。當前大國關系發(fā)生深度逆轉(zhuǎn)，核力量發(fā)展呈現(xiàn)出不平衡、不對稱的特征，可能促使高超聲速導彈核武化態(tài)勢進一步擴散，美國、法國、印度都可能將高超聲速導彈列入戰(zhàn)略武庫，使得潛在的核常交纏問題更加突出。二是核誤判風險增大。高超聲速導彈具備大范圍機動能力與核常兼?zhèn)涞碾p用途特點，敵方難以判明其攻擊意圖，難以判斷來襲導彈的打擊目標、彈頭類型等，這些復雜情況增加了戰(zhàn)略不穩(wěn)定性，使得戰(zhàn)爭升級機制更加復雜而危險，可能導致戰(zhàn)略誤判、風險升級、事態(tài)失控。

6 結(jié)語

高超聲速導彈兼具彈道導彈和巡航導彈的優(yōu)勢，在很大程度上避免了傳統(tǒng)彈道導彈和巡航導彈的缺點，而具備兩者的優(yōu)點。高超聲速導彈的廣泛運用勢必加速戰(zhàn)爭形態(tài)演變，對傳統(tǒng)的防御手段、作戰(zhàn)樣式、抗擊方法等帶來顛覆性影響，改變現(xiàn)有軍事力量體系的發(fā)展方向。通過研究高超聲速飛行器的作戰(zhàn)運用及對未來戰(zhàn)爭的影響，牽引新型武器裝備研發(fā)和推動作戰(zhàn)理論創(chuàng)新，不斷尋求軍事實力新的增長點。