彈道上的舞者：高超聲速導(dǎo)彈有何來頭？

劉紓驊

6月6日，伊朗德黑蘭，高超聲速導(dǎo)彈“法塔赫”在揭幕儀式上亮相

當(dāng)?shù)貢r間6月6日，伊朗高調(diào)發(fā)布該國首款高超聲速導(dǎo)彈“法塔赫”（征服者），伊朗總統(tǒng)易卜拉欣·萊希及伊斯蘭革命衛(wèi)隊(duì)總司令侯賽因·薩拉米等高官現(xiàn)身發(fā)布會。

根據(jù)伊方公布的數(shù)據(jù)，法塔赫射程為1400千米，最大速度達(dá)15馬赫，“可于400秒內(nèi)打擊以色列境內(nèi)目標(biāo)”。

2022年11月，于2011年在導(dǎo)彈基地爆炸事件中罹難的“伊朗導(dǎo)彈之父”哈?！つ录舆_(dá)姆的紀(jì)念儀式上，伊方宣布高超聲速導(dǎo)彈研制成功。今年5月，伊朗首次宣布一款高超聲速導(dǎo)彈已通過所有測試，將很快正式亮相。

該導(dǎo)彈“可以突破任何反導(dǎo)防御系統(tǒng)”，“要到幾十年后，人類才有可能研制出可攔截它的反導(dǎo)系統(tǒng)”。由于國際輿論普遍認(rèn)為，穆加達(dá)姆的死亡與以色列有關(guān)，法塔赫針對的反導(dǎo)系統(tǒng)，大概率為以色列的“鐵穹”，及近期在俄烏戰(zhàn)場大出風(fēng)頭的“愛國者”。“法塔赫”的面世，使伊朗正式加入了“高超聲速俱樂部”。

“高空打水漂”

高超聲速導(dǎo)彈是近年諸軍事大國競逐的新賽道，也是軍事領(lǐng)域受到高頻矚目的話題。“高超聲速導(dǎo)彈”是個易于混淆的概念—并非某段彈道速度超過5馬赫的導(dǎo)彈都是高超音速導(dǎo)彈，它在彈道與發(fā)動機(jī)等范疇，與常規(guī)彈道導(dǎo)彈有著較大區(qū)別。高超聲速導(dǎo)彈技術(shù)并非近年的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)經(jīng)歷了漫長的技術(shù)積累。

早在上世紀(jì)三四十年代，德國工程師們在研究重型火炮射程時，發(fā)現(xiàn)采用特殊構(gòu)型的箭型炮彈，可以命中遠(yuǎn)超普通圓錐形炮彈射程的目標(biāo)。他們發(fā)現(xiàn)，箭型炮彈處于彈道拋物線頂點(diǎn)時，彈頭可與前進(jìn)方向呈迎角，擠壓前方的大氣—大氣為彈頭提供了額外的升力，類似以扁石打水漂，使彈頭以跳躍的方式前進(jìn)，大幅增加了射程。

二戰(zhàn)之前，由于戰(zhàn)爭需要，德軍委派頂級火箭專家馮·布勞恩團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了“A”系列火箭的開發(fā)，其中部分型號（A-4B、A9）的氣動布局，已初步具備高超音速導(dǎo)彈的雛形，它們最早采用了“助推—跳躍”式彈道設(shè)計。

1941年，德國軍方對美國參戰(zhàn)的可能性進(jìn)行了縝密評估后，決定開發(fā)一款可自歐洲起飛、跨洲襲擊美國本土的轟炸機(jī)作為戰(zhàn)略武器。飛行器專家尤金·桑格爾加入了該“美國轟炸機(jī)”項(xiàng)目。

并非某段彈道速度超過5馬赫的導(dǎo)彈都是高超音速導(dǎo)彈。

6月7日，伊朗德黑蘭，“法塔赫”導(dǎo)彈的巨型海報

尤金·桑格爾等人設(shè)計的飛機(jī)“銀鳥”

桑格爾與其未婚妻布蕾特等專家設(shè)計了一種充滿了超前奇思妙想的飛機(jī)“銀鳥”：“銀鳥”擬由火箭推進(jìn)器驅(qū)動，采用滑橇起落架在長達(dá)3千米的滑軌上起飛，當(dāng)爬升至亞軌道高度（約145千米）后停機(jī)下降，穿入大氣層后調(diào)整仰角，使機(jī)體被空氣阻力彈出，連續(xù)以“打水漂”的形式越過大西洋，在美國本土投彈后，還可越過太平洋，在日控亞洲某地或日本降落，總航程達(dá)到史無前例的2萬千米以上。

雖然由于技術(shù)原因，“銀鳥”最終止步于設(shè)計稿及模型機(jī)，但它的科幻式設(shè)計令桑格爾聲名鵲起。戰(zhàn)后，他成為世界宇航學(xué)會首任主席，畢生致力于宇航事業(yè)，“助推—跳躍”式彈道，也被普遍稱為“桑格爾彈道”。

錢學(xué)森彈道：自由滑翔

1945年5月2日，美軍44步兵師在巴伐利亞山區(qū)抓獲了一名俘虜，他對審訊自己的亞裔陸軍航空兵上校說：“我的哥哥是發(fā)明V-2火箭的沃納·馮·布萊恩，我們決定向貴軍投降?！痹谶@位馬格努斯·馮·布萊恩的幫助下，亞裔上校在德國加爾米施-帕滕基興尋獲了那位未來的“現(xiàn)代航天之父”，并火速將其轉(zhuǎn)移到慕尼黑，最終運(yùn)往美國。這位立下大功的上校名叫錢學(xué)森。

這一搶在蘇聯(lián)之前招募德國專家，繼承納粹科技遺產(chǎn)的計劃，被稱作“回形針行動”。時任美國噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室火箭組組長的錢學(xué)森，在行動中起了重要作用。

攜帶“匕首”導(dǎo)彈的米格-3 1I戰(zhàn)斗機(jī)

美國大量吸收納粹科學(xué)家后，火箭及航天事業(yè)得以在雄厚基礎(chǔ)上，走上發(fā)展的快車道。錢學(xué)森于1949年回歸母校加州理工學(xué)院任教，繼續(xù)進(jìn)行動力學(xué)研究。他提出過一種自紐約直飛巴黎的空天飛機(jī)設(shè)計：該飛機(jī)由火箭推進(jìn)器驅(qū)動至大氣層外；再入大氣層后，采用氣動滑翔方式飛向目標(biāo)，飛行軌跡并非傳統(tǒng)拋物線，進(jìn)入大氣層后可自行變軌。此種“助推—滑翔”型軌道，在中國被稱為“錢學(xué)森彈道”。

“矛”與“盾”的你追我趕

雖然兩種彈道的理論已被提出，卻并未受到軍事強(qiáng)國較高重視。未能迅速發(fā)展出高超聲速武器，除了當(dāng)時科技水平未臻高超外，也與各國反導(dǎo)水平較低、彈道導(dǎo)彈命中率高有關(guān)。

冷戰(zhàn)期間，北約、華約兩大陣營部署的足以毀滅地表的戰(zhàn)略核武器群，如同頭頂高懸的達(dá)摩克利斯劍，令彼此投鼠忌器。為此，雙方均開始研究反導(dǎo)系統(tǒng)，以期在核戰(zhàn)爭中減少損失。

“銀鳥”最終止步于設(shè)計稿及模型機(jī)，但它的科幻式設(shè)計令桑格爾聲名鵲起。

為了針對以拋物線運(yùn)行的彈道導(dǎo)彈，美蘇在冷戰(zhàn)中相繼研制了多種反導(dǎo)系統(tǒng)，如美國的“奈基—宙斯”“斯普林特”“斯帕坦”等反導(dǎo)導(dǎo)彈；蘇聯(lián)的S-200“織女星”、A-35“橡皮套鞋”反導(dǎo)系統(tǒng)等。

早期反導(dǎo)技術(shù)主要使用小當(dāng)量核武器，在對方導(dǎo)彈飛行末段進(jìn)行攔截，可稱殺敵一千、自損三百的模式。對此，戰(zhàn)略導(dǎo)彈也發(fā)展了多彈頭及末端彈道變軌等技術(shù)反制。在海灣戰(zhàn)爭時，MIM-104“愛國者”反導(dǎo)系統(tǒng)對伊軍多枚“飛毛腿”導(dǎo)彈精準(zhǔn)攔截的高光表現(xiàn)，使各軍事強(qiáng)國意識到，常規(guī)導(dǎo)彈技術(shù)升級刻不容緩。于是，高超聲速導(dǎo)彈項(xiàng)目密集啟動。

最早在高超聲速武器領(lǐng)域取得突破的，不出意外，是軍事領(lǐng)域投入全球第一的美國。上世紀(jì)90年代，美國就開啟了高超聲速飛行器的項(xiàng)目，并在2004年成功試射了以9.7馬赫，創(chuàng)下當(dāng)時吉尼斯人造飛行器最高速度紀(jì)錄的X-43飛行器。

次年，X-51A高超聲速飛行器也被設(shè)計成功；2013年，X-51A創(chuàng)造了240秒內(nèi)保持5馬赫速度飛行的新紀(jì)錄。這兩款飛行器均采用了乘波體構(gòu)型和沖壓發(fā)動機(jī)。

上平下尖的乘波體構(gòu)型，是部分高超聲速飛行器極具代表性的外觀。它曾在上世紀(jì)60年代被運(yùn)用到XB-70“女武神”轟炸機(jī)項(xiàng)目，后項(xiàng)目終止，在超高聲速飛行器項(xiàng)目中重新得到啟用。乘波體構(gòu)型利用下表面的尖銳部分壓縮空氣產(chǎn)生激波，激波為飛行器提供了升力，所以這種構(gòu)型被稱為“乘波體”。

而沖壓發(fā)動機(jī)則被稱作繼螺旋槳及噴氣式引擎后的第三次航空革命，是發(fā)展高超聲速飛行器繞不開的核心技術(shù)，它可使燃料在超聲速氣流中燃燒。在使用液態(tài)氫燃料時，搭載其的飛行器飛行速度最高可達(dá)到25馬赫左右。上述這兩款導(dǎo)彈屬于高超聲速武器中的“沖壓彈”（HCM），也可稱為高超聲速巡航導(dǎo)彈。2020年，由于技術(shù)原因，項(xiàng)目宣告終止。

以色列拉斐爾公司開發(fā)出名為“空天音速”（Sky Sonic）的反導(dǎo)系統(tǒng)

美國同時也在研發(fā)AGM-183A“箭”、HAWC“鷹”、LRHW等項(xiàng)目，這幾款導(dǎo)彈屬于滑翔式高超聲速導(dǎo)彈（HGV）范疇，通過空射，陸上機(jī)動發(fā)射等方式試驗(yàn)，但項(xiàng)目進(jìn)展普遍不夠順利，甚至無奈下馬。

在高超聲速導(dǎo)彈武器裝備速度上，美軍被俄軍的“先鋒”“鋯石”和中國人民解放軍的“東風(fēng)17”“東風(fēng)21”大大領(lǐng)先。在2021年，朝鮮宣布高超聲速武器“火星-8”試射成功。美國在2023年終于公告，提前正式部署了“LRHW”高超聲速導(dǎo)彈系統(tǒng)，搶在朝鮮之前，成為第3個正式列裝高超聲速導(dǎo)彈的國家。

2023年6月21日，據(jù)美國《防務(wù)新聞》消息，美軍于該月17日成功試驗(yàn)了新款高超聲速武器MACH-TB。此款新式武器是否可以一掃之前類似項(xiàng)目的頹勢？全世界拭目以待。

“匕首”刺不進(jìn)“愛國者”？

在俄烏沖突陷入僵局后，俄羅斯開始尋求以科技優(yōu)勢破局。2022年3月19日，俄軍發(fā)射1枚Kh-47M2“匕首”高超聲速導(dǎo)彈，成功擊毀烏軍的大型彈藥庫，這也是高超聲速武器的首次實(shí)戰(zhàn)。沖突至今，“匕首”導(dǎo)彈以米格-31I戰(zhàn)斗機(jī)為載具，多次攻擊烏境內(nèi)的目標(biāo)。

“匕首”導(dǎo)彈可以稱為高超聲速導(dǎo)彈的入門款，它采用相對基礎(chǔ)的雙錐體構(gòu)型，最高速度為10馬赫。俄羅斯總統(tǒng)普京曾稱，“匕首”無法被任何反導(dǎo)系統(tǒng)擊落。

2023年5月，烏軍宣稱使用“愛國者”防空系統(tǒng)成功攔截了多枚“匕首”。俄方對此未做正面回應(yīng)，只宣稱“匕首”擊毀一套“愛國者”，真相再次撲朔迷離。由于“匕首”導(dǎo)彈的基本技術(shù)來自前身“伊斯坎德爾”導(dǎo)彈，其原始設(shè)計并非高超聲速導(dǎo)彈，在先進(jìn)程度上不及“先鋒”“鋯石”。

對俄軍來說，如果較低端的“匕首”確實(shí)被擊落，似乎也并非全然無法接受，反而有了亡羊補(bǔ)牢、改進(jìn)技術(shù)的機(jī)會；而對烏軍來說，擊落敵方最先進(jìn)武器之一，無疑可以極大提振士氣。

在伊朗發(fā)布法塔赫后不久，以色列在6月16日宣布，拉斐爾公司開發(fā)出名為“空天音速”（Sky Sonic）的反導(dǎo)系統(tǒng)。此系統(tǒng)擁有“獨(dú)一無二的技術(shù)優(yōu)勢”，可發(fā)射速度達(dá)10馬赫的攔截彈，于20—70千米高度攔截目前任何類型的高超聲速導(dǎo)彈。

巴以沖突中，“鐵穹”反導(dǎo)系統(tǒng)的出色表現(xiàn)證明，以色列的反導(dǎo)水平無疑可居世界前列。6月28日，法國也宣布成功發(fā)射以運(yùn)載火箭為載具的高超音速滑翔飛行器VMAX。此次以色列針對伊朗的出招，強(qiáng)硬拋出“空天音速”系統(tǒng)，令軍事觀察家們驚呼“新格局下的矛盾大戰(zhàn)已經(jīng)展開”。

責(zé)任編輯吳陽煜 wyy@nfcmag.com