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深入分析称X51A坠毁不会动摇美满世界连忙打击决心

2017年12月12日,美国总统特朗普签署了总额达7000亿美元的“2018财年国防授权法案”。

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美国B-52轰炸机挂载高超音速飞行器“乘波者”飞行。该飞机使用洛克达因公司的SJY61冲压式喷气发动机,能加速到大约6马赫。

 

该法案涉及高超音速武器研发的内容包括,一是将“高超音速联合技术办公室”更名为“联合高超音速转化办公室”;二是要求国防部制定常规快速全球打击武器系统的研发计划,在2022年9月30日之前具备早期作战能力;三是要求参联会向美国国会国防委员会提交常规快速全球打击武器系统的研究报告,内容包括:实现相关能力还需要何种等级水平的资源;中程常规快速全球打击武器具备初始作战能力的预计时间,在美国领土部署中程常规快速全球打击武器或海基系统需要的资源,跨平台部署使用的详细计划;互操作方面的性能指标要求,以及发射和作战过程中出现风险时的应对措施;四是确定用于常规快速全球打击武器研发经费为2.0175亿美元,为历年最高。

  李莉

  参考消息网9月7日报
印度《经济时报》网站9月4日刊登题为《中美竞相研发下一代高超音速导弹》的文章。

透过美国“2018财年国防授权法案”,结合当前快速全球打击武器研发现状可以看出,美国常规快速全球打击计划从先期技术验证向武器系统转化的速度将大幅加快,常规快速全球打击武器即将走上战场。

  8月15日,美国空军发表声明,高超音速飞行器X-51A“乘波者”在8月14日的第三次试飞中失败。当天的试验中,X-51A在1.5万米高空中从一架B-52轰炸机翼下分离,助推火箭顺利点火,但飞行16秒后,飞行器上一个平衡尾翼出现问题,导致其搭载的超音速冲压发动机无法成功点火,飞行器很快失去控制,坠入太平洋。

  文中称,在过去一个月,中美都进行了新型高超音速武器系统的试射。虽然两国的试射均未成功,但它们标志着中美两国之间的军事竞争仍在继续,两国都试图研发数倍于音速的高精确度导弹。

一、美常规快速全球打击计划的提出

  美国空军原本希望这次X-51A可以加速到6倍音速,冲上2.1万米的高空,持续飞行300秒,没想到技术要求相对并不高的平衡尾翼出了问题,继去年的第二次试验夭折后,“乘波者”第三次试飞再次失利。

  中国在8月7日第二次试射WU-14高超音速滑翔飞行器,但没有成功。美国随即于8月25日在阿拉斯加的科迪亚克发射中心试射了先进高超音速武器(AHW),试射也以失败告终。

冷战结束以后,美国海外军事基地及其驻军数量大大减少,致使其与潜在对手进行对抗、遏制地区冲突、应对可能威胁美国安全与利益的全球性突发事件的能力大幅下降。

  但是,X-51A试飞的失败并不意味着美军的“全球快速打击计划”会停步,原因在于,快速打击武器未来将成为美军后核武器时代的战略杀手,其地位不可撼动。

  高超音速武器能够非常迅速和有效地击中目标。如果能够投入使用,这些武器能够以5倍于音速的速度飞行,射程覆盖几千英里。

为此,美国的许多分析人士和军方官员认为,美军必须保持并加强其远程打击能力,以便可以使用驻扎在美国国内的部队打击世界上任何地方的目标,或者使用无论部署在什么地方,射程都可以覆盖全球范围内目标的部队。常规快速全球打击武器使美国不仅能够不依靠前沿基地就能逼近对手,而且能够覆盖敌人领土纵深内的目标。此外,如果对手发展了反介入/区域拒止能力,以远程弹道导弹技术为基础的打击能力将发挥非常重要的作用。

  全球快速打击武器正在成为美军新的非核战略威慑手段

  虽然中美之间这一阶段的高超音速军备竞赛是近期才发生的,但这类武器本身已经以某种形式存在了几十年。

2003年1月,小布什总统在一份秘密指令中赋予美军战略司令部遂行全球打击的使命。该指令首次将“全球打击”定义为“制造快速的、远程的、精确的、动态的和非动态的效果,
以及支持战区和国家目标的能力”。

  奥巴马上台后,一方面提出建立“无核武器世界”,推动核武器削减,同时加快发展“全球快速打击计划”,力求具备1小时内用常规武器对全球任何目标实施打击的能力。

  卡内基国际和平基金会资深研究员詹姆斯·阿克顿说:“高超音速武器不是最近才出现的,弹道导弹就是高超音速武器。”

同年,美国国防部特别提出,以美国大陆为基础的快速力量投送已经成为主要军事战略,美军应该具有快速全球打击能力,即能够使用常规武器在短短一个小时内对地球上任何地方的目标实施打击。这种能力使美国在冲突开始或者冲突期间,就能快速攻击高价值或者时间敏感目标,从而增强美国威慑并击败对手的实力。

  因此,全球快速打击武器正在成为美军新的非核战略威慑手段,在美军未来武器装备体系发展中具有举足轻重的地位。它不仅具有战略威慑性,而且具有实战灵活性,使美国有可能在国家安全战略中减少对核武器的依赖。

  不过,中美目前试射的高超音速武器属于一个名为“火箭助推滑翔武器”的不同类别。

二、美实现常规快速全球打击的技术路线

  美国首次提出“全球快速打击”的概念是在2002年发布的《核态势审议报告》中,报告表示要改变战略力量的构成,增加非核打击力量作为战略核力量的补充,并与之一起构成战略威慑力量。

  阿克顿说,火箭助推滑翔武器“由大型火箭发射,就像弹道导弹一样,不过随后它们不是沿弧线到达大气层上方,而是沿着一条轨道尽可能快地重新进入大气层,然后滑翔至目标”。

美军常规快速全球打击武器计划已经和正在实施的主要项目包括:一是为陆基和潜射远程弹道导弹改装常规弹头,并研制潜射中程常规弹道导弹。美国海军除实施了“常规三叉戟导弹改装计划”外,目前正在研制潜艇发射的高超音速中程常规导弹;空军实施了“民兵”II型和“和平维护者”陆基远程弹道导弹改装计划。二是研发高超音速无人飞行器。空军和国防高级研究计划局共同实施“猎鹰”计划,研制助推—滑翔式“高超音速飞行器”;空军研制X-51A实验型吸气式高超音速巡航飞行器;陆军研制“先进高超音速武器”助推—滑翔飞行器;国防高级研究计划局研制“弧光”助推-滑翔高超音速飞行器。三是研制空天战机。空军委托波音公司研制的X-37B无人驾驶太空飞机是“未来空天战斗机的雏形”。

  而“全球快速打击”的概念、能力的明确与细化是在2008年。当年10月,在美国国家科学院国家研究委员会《美国常规快速全球打击:2008年及以后的问题》报告中,“常规”被定义为非核,“快速”被定义为在发射后1小时内实现打击,而“全球打击”则指“以数米的精度打击世界上任意目标”。

  火箭助推滑翔武器能够在一条令导弹防御系统难以拦截它们的轨道上飞行。这些导弹防御系统是为对付传统弹道导弹的高弧线而设计的。火箭助推滑翔武器飞行速度快,而且飞行角度平,其速度和轨道让现有的导弹防御技术无能为力。

2013年,美国国防部联合需求监督委员会提出,“常规快速全球打击”项目近期“应聚焦在演示验证高超音速助推—滑翔技术应用于潜在中程打击系统的可行性上”,从而明确了常规快速全球打击武器的主攻方向。

  根据美国国防部制定的全球快速打击武器研发计划,新的武器系统必须具备4种作战能力:一是瞬间打击能力。打击目标主要是转瞬即逝的时间敏感目标和高价值目标,如恐怖组织的会议场所、大规模杀伤性武器发射平台等。因此,快速打击武器必须能够在接到命令后1小时内,对全球任一目标实施打击并予以摧毁。

  在中美最近两次失败试射之前,两国都有过成功试射火箭助推滑翔系统的记录。中国在1月份试射WU-14,取得成功。卡内基国际和平基金会的中国问题专家洛拉·萨尔曼说,那次成功是“中国向更远程、更强大的报复性和潜在的先发制人的能力迈进的一个迹象”。

美国空军始终走在快速全球打击武器发展的前列,它设想,首先在2020年左右开发空射中程高超音速打击武器;2030年左右开发性能更加强大的打击/情报-监视-侦察武器;最终目标是在2040年左右制造出可持续稳定运行、重复利用的高超音速打击/情报-监视-侦察飞行器。

  二是远程作战能力。快速打击武器要能够从美国本土打击境外任何目标,作战距离约10000~12000千米。

  萨尔曼说,美国担心的是,中国可能最终把火箭助推滑翔武器用作核投放系统。如果美国没有同时研发这种能力,那么这有可能给予中国对全球大部分地区实施率先核打击的假定能力。

三、美常规快速全球打击武器发展道路崎岖

  三是隐身突防能力。各国正在竞相发展空中预警和电子干扰技术,以提高拦截水平,而快速打击武器系统要在数年后才投入使用,因此,该武器在设计阶段就必须充分考虑隐身突防能力,以满足若干年后的战场环境要求。

  2011年,美国成功试射了AHW。在那次试射中,AHW在不到半小时内飞行了2300英里

美国发展常规快速全球打击武器的过程一波三折,曲折艰辛。首先,技术路线久拖不决。布什政府时期,美国军方将携带常规弹头的远程弹道导弹视作快速打击的理想武器。奥巴马政府早期,以导弹发射的高超音速武器确定为重点技术选项。目前,在发展战术级高超音速导弹计划下,美国防部又并行安排了助推—滑翔弹和巡航弹两条技术路线。凡此种种,表明美军对到底哪条技术路线能够获得最终的成功没有十分把握。其次,组织管理混乱。常规快速全球打击武器研制在美全军范围内展开,各军种都有自己的发展项目,摊子铺得大,交叉重叠多,力量运用分散;有些项目一旦遇到技术和资金问题便宣布放弃,造成人员和经费的极大浪费。再次,目标过分激进。截止目前,美军已完成了多个技术复杂、风险巨大、成本高昂,却又不乏成功之处的项目。但是,这些项目通常设定了过高的目标,与相应的经费水平不匹配,无法一次性克服所有技术挑战,最终不得不接受流产的噩运。

  四是精确打击能力。快速打击武器将装备威力不大的常规弹头,因此对打击精确度的要求非常高,力求做到“一击中的”,以降低附带损伤,减少外交纠纷。

  美国最近在阿拉斯加的试射失败原因尚不明确,而且显然严重损坏了发射设施。

与此形成鲜明对比的是,俄罗斯等竞争对手在快速打击能力的发展方面,技术路线明确,投资巨大,进展显着且成就惊人。

  美军“全球快速打击计划”是一个庞大的体系

  除中国和美国,俄罗斯和印度也在研发高超音速武器。

四、美常规快速全球打击武器呈现加速发展趋势

  除了X-51A,美国国防部实际上对全球快速打击武器系统提出了一系列备选方案,“全球快速打击计划”已然是一个庞大的体系。概括起来,主要武器装备包括以下几种:

  【延伸阅读】

常规快速全球打击武器其实就是高超音速武器。虽然美军已经累积了大量高超音速专业技术,但其还远没有实现该技术的实际军事优势。而潜在对手在该领域却呈现出快速发展并超越美国的趋势。为此,在美国空军HTV2高超音速飞行器两次试飞失败,特别是2014年8月25日美国陆军AHW先进高超音速飞行器试飞失败后,美国的各军兵种、科研界呼吁加快高超音速武器的发展,多家智库仅在近两年内就发表《高超音速武器与国家安全:21世纪的突破》、《美国国家科学院:美军应加速对等发展高超音速武器以应对中俄威胁》、《高速机动武器:美国全球警戒、到达与力量面临的新威胁》等多份重量级的研究报告,推动美国高超音速武器驶入快速发展车道。

  第一是高超音速助推-滑翔式导弹。它的设计思想是将火箭助推与无动力高超音速滑翔技术相结合。整个飞行过程是:助推火箭将弹药投送装置助推到100千米以上的高空,然后关机并分离。之后,弹药投送装置在大气层外惯性飞行,在到达目标区域附近时,弹药投送装置下降进入大气层,依靠气动升力作远距离高超音速滑翔机动飞行,在目标上空30千米左右,发射精确制导弹药攻击目标。

  高超音速导弹可破美反导系统

2017年2月底,特朗普明确表示2018财年国防预算将逆势大长。美国相关各界借此东风,为获得更好的预算计划,持续推动高超音速武器快速发展。客观而言,美国高超音速武器将在未来三年内密集完成技术集成验证,距离型号仅剩一步之遥,同时中俄等对手在高超音速武器上的迅猛发展也不断给美国施压,可行性、必要性和紧迫性都已经具备。而2018财年的国防预算中,高超音速武器获得了明显的预算增幅,使后续装备发展处于更加有利的地位。

  高超音速助推-滑翔式导弹具有与传统洲际弹道导弹完全不同的弹道,可以有效避免战略核导弹携带常规弹头可能招致的“核误判”,高超音速技术飞行器计划的目标是最终研制出“高超音速巡航飞行器”。其代表计划是“猎鹰”计划和“常规打击导弹”计划。

  2014-02-07 11:17:00

2017年10月30日,美国海军在陆军AHW项目成果的基础上,联合陆军以及多个国家实验室、大学和研究中心,成功地完成了高超音速助推-滑翔中程导弹的首次技术验证试飞。2017年11月2日,美海军战略系统项目办公室主任特里·本尼迪克特中将宣布“一旦决策层批准通过,该导弹最终能够、也必将在‘俄亥俄’级巡航导弹攻击型核潜艇上完成列装,这是一项伟大的成就。”与此同时,美军还在利用“高超音速吸气式武器概念”项目所取得的技术成果,以非常规方式采办战术级高超音速导弹,将其装备到空军作战飞机和海军水面舰艇上,从而快速形成作战能力。

  “猎鹰”计划中的飞行器最大速度超过20马赫,可在两小时内打击16000千米外的目标。它采用GPS/惯性组合导航系统,圆概率偏差为3米。其目的是演示验证能够实施全球到达任务的无动力高超音速滑翔飞行器,最终开发出可重复使用的高超音速巡航飞行器。

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五、美常规快速全球打击武器将带来空中作战的革命性变化

  第二是高超音速巡航导弹。其代表就是X-51A“乘波者”。它是一种以超燃冲压发动机为动力、飞行速度超过5马赫、可在大气层内实现高超音速飞行的巡航导弹,通过前沿部署执行全球快速打击任务。

 

高超音速打击技术蕴含着改变 21
世纪空中力量的巨大潜力,能够提供更加高效、低成本和低风险的对抗手段,从而引发军事领域的革命性发展。深入敌国腹地数百英里的坚固、分布式部署、得到严密防护的核武器项目可以被高超音速打击武器迅速摧毁;发射后不久即能以超过
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马赫的速度飞行,从而规避当代打击武器所面临的诸多挑战;高超音速打击行动的实施速度更快,而支援需求却大幅减少,建立空中优势、加油机支援、部署人员救援力量、组建空中指挥控制网络、实施电子战行动以及能够突防多重防御系统的攻击平台等等都失去了存在必要性;由于敌人无法拦截高超音速武器,首轮打击能够在很短的时间内同时摧毁敌人绝大多数严密防御的核设施和关键目标,而攻击者承受的风险则会显着降低。

  现役亚声速巡航导弹打击1000千米外的目标需要1个多小时,而高超音速巡航导弹仅需几分钟,在打击导弹发射架、航空母舰等高价值机动目标和时间敏感目标时,具有不可替代的作用。

  2013年5月1日,美国空军B-52H型轰炸机挂载X-51A型“乘波者”高超音速飞行器从加利福尼亚州爱德华兹空军基地升空。新华社/路透

无论在地面、空中还是海洋战场,部署高超音速武器可以对任何敌人形成巨大威慑。美军认为,高超音速打击武器能够发展成为促进美国重新夺取军事优势的崭新领域,并赋予美军新的不对称优势,是美国与其竞争对手之间的一场不能输的战略竞争。

  此外,高超音速巡航导弹在撞击目标时的巨大动能,还能有效提高对加固目标(包括深埋地下目标)的打击能力。

  《国际先驱导报》特约撰稿 宋忠平 发自北京

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  第三是X-37B轨道试验飞行器。这是一种可以重复使用、利用自身有效载荷舱部署小型航天器的空间飞行器。2010年4月,美国空军首架X-37B轨道试验飞行器由“宇宙神-5”运载火箭发射入轨,标志着可重复运载技术取得新的突破,也为美国发展全球快速打击能力提供了重要支撑。

  美国国防部情报称,今年1月9日,中国军方在本国领空首次成功进行了高超音速航天飞行器的飞行试验。美国匿名消息人士向《华盛顿自由灯塔报》透露称,五角大楼对中国这种高超音速飞行器起的代号为WU-14。美国国防部官方发言人普尔中校证实了发现相关试验的事实。

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  由于X-37B飞行器具备在轨驻留能力,可根据作战指令快速再入大气层或在轨投放武器,对地面时间敏感目标和高价值目标实现快速打击,因此被美国国防部列入可提供“全球快速打击”能力的远期备选方案,目标是在2030年前后具备1小时内精确攻击远程目标的能力。

  1月15日,中国国防部发言人就外媒报道中国高超音速飞行器试验作出回应并表示,中国在境内按计划进行的科研试验是正常的,不针对任何国家和特定目标。国防部的此次回应实际上已经证实了中国这次高超音速飞行器试验。

  第四是“常规三叉戟改装”计划。美国海军于2006年3月公布了“常规三叉戟改装”计划,旨在将美海军现役的“三叉戟”潜射弹道导弹的核弹头改装为常规弹头。改装后的“三叉戟”导弹外形与核洲际导弹基本相同,主要区别是采用了新的常规弹头,提高了末段导航与控制能力。

  客观讲,中国进行高超音速飞行器试验没有什么值得大惊小怪,美国和俄罗斯等强国早在上世纪就开始了相关高超音速飞行器试验。从技术原理上讲,高超音速飞行器也并不是新鲜事物,钱学森教授早在上世纪40年代末就提出了这种“助推—滑翔式弹道”,国外有人称之为“钱学森弹道”。简单理解就是一种“弹道式巡航导弹”的概念,利用弹道导弹将飞行器打到地球的亚轨道,然后飞行器启动自身超燃冲压发动机贴着大气层上沿机动飞行,直至精确攻击目标为止。

  经过改装后,“三叉戟”潜射弹道导弹命中精度从90~120米提高到10米以内,射程约7500千米,可以在接到作战命令后1小时内对全球任何地方的目标实施快速打击。美海军规划每艘“俄亥俄”级潜艇携带22枚“三叉戟”核导弹和两枚“三叉戟”常规导弹。

  如同在大气层上“打水漂”

  此外,美军涉及“全球快速打击”的武器还有海军可修正弹道的“潜射全球打击导弹”,以及陆军的具备高超音速滑翔能力的“先进高超音速武器”。

  这里定义的高超音速是指速度大于5倍音速,也就是时速在6000公里,如果是10倍音速,则时速高达12000公里,这个速度对于武器来讲可实现“全球快速打击系统”,也就是美军一直倡导的“一小时打遍全球”。也只有“快”才能不贻误战机,才能在对手发起攻击前“以快制胜”。

  高超音速飞行器的研发注定不会是一路坦途

  美军1998年提出的高超音速飞行器设计方案,使用火箭组合循环发动机推进。从普通跑道起飞,发动机加速到10马赫飞行,当爬升到40公里高度时关闭发动机,飞机依靠惯性滑行到60公里的高度开始机动飞行。在这个高度区间,地球大气层的压力、密度随高度增加而迅速衰减,在距离地面60公里高度,已接近真空状态。因此,在30-60公里的高空“走廊”是高超音速飞行器长时间远距离飞行的理想空间,在这个“走廊”短暂启动发动机,推动飞行器再次爬升、回落、再爬升,如此周而复始,每两分多钟进行一次“跳跃”,每一跳约450公里,这样在两小时内可以到达全球任何地点。

  由于高超音速飞行的马赫数范围很宽,要跨越亚音速、音速、超音速3个阶段,才能进入高超音速阶段,所以其面临的技术困难也是前所未有的,注定不会一帆风顺。它的研发必须突破高超音速推进技术、一体化设计技术、高超音速空气动力学和结构材料技术4大关键技术。这些年美军一直在进行着相关试验,可谓屡败屡战。

  这种在稠密大气层上方如“打水漂”般跳跃飞行的方式,不仅节省燃料,而且大大减轻高超音速飞行的气动加热。飞行器可利用其高升阻比气动外形进行大范围滑翔机动,规避拦截火力,并在适合位置释放出携带的弹药,对目标进行精确打击。这种“弹道式巡航导弹”与纯粹的弹道导弹相比,其最大优势就是飞行弹道、落点难以预测,拦截武器系统的传感器即使探测到发射也难以连续跟踪,难以获得精确飞行弹道数据。同时,现如今已经部署的“基于导弹打导弹原理”的反导系统的拦截能力恰恰对这种飞行器大部分飞行时间和轨道显得无能为力,因而高超音速武器系统对于现有反导系统有非常高的突防概率。

  2010年4月,美国国防高级研究计划局进行了猎鹰HTV-2首次飞行试验,用“弥诺陶洛斯-4”运载火箭将其送至预定分离点,HTV-2在飞行速度超过20马赫的情况下与火箭上面级分离,但在发射9分钟后,与地面控制站失去联系。试验虽未取得成功,但这次飞行验证了助推火箭与高超音速飞行器分离的技术,为其未来发展奠定了基础。

  总结一下就不难发现,高超音速飞行器最主要的特点就是两点,一是极快速度,二是高机动性,这两点无疑都是现有反导系统的“克星”。

  2010年5月,X-51A进行首次高超音速飞行,飞行速度达到5马赫,超燃冲压发动机运行约200秒,远远超过2004年11月X-43A高超音速飞行器运行时间12秒的纪录,标志着实用化的超燃冲压发动机首次完成高超音速飞行。

  反导系统能预警但无法拦截