你還沒看到導彈,導彈就已經取了你的項上頭顱。

戰斗機和導彈等空中飛行器在常規戰爭和國家戰略威懾當中都扮演著十分重要的角色。從這兩種武器的發展來看,快、準、狠這三大目標始終是設計師們努力完善的方向。在不久前舉行的莫斯科航站上,俄羅斯公司提到了超高音速導彈的設計和制造,這讓人們開始聚焦飛行器的“快”這個指標上。自1947年美國X-1驗證機飛出超音速之后,速度最快的成型飛機——美國“黑鳥”SR-71——的速度也就是3.5倍音速。而目前速度最快的導彈(洲際導彈除外)——印度“布拉莫斯”巡航導彈達到了5倍音速。如何進一步給飛行武器“提速”進而達到超高音速呢?科學家們將目光落在了沖壓發動機身上,且紛紛預言,以沖壓發動機為新動力源的超高音速武器將成為軍事科技新的競爭平臺。美俄在這一平臺上的最新發展尤其引人注目。
沖壓發動機:沖破速度瓶頸
所謂超高音速,按照國際公認的標準,指的是超過5倍音速的移動速度。單純從速度上講,此類導彈早已存在,比如彈道導彈在末端階段的速度可達7馬赫(7倍音速),而洲際導彈的速度則因運行軌跡的不同可以達到20馬赫。蘇聯1988年裝備部隊的X-15巡航導彈達到了5倍音速,但它受動力系統限制,其速度沒有進一步升級的空間,從而得不到專家們的青睞。
即使目前最快的飛機SR-71“黑鳥”也從來沒有在低空中進行3.5馬赫速度的飛行。而曾經創下6.72馬赫飛行速度記錄的試驗飛機——美國X-15的飛行高度也從未低于5萬米。可以這樣說,不借助稀薄空氣的環境并且不拋棄現有的動力設備,在低空中創造超高音速飛行速度簡直就是一個神話。首先,現有動力系統無法支撐此類飛行速度,所以蘇聯X-15巡航導彈的5馬赫記錄被專家稱為極限。其次,當飛行器以超高音速飛行時,流經飛行器表面的空氣粒子會發生物理和化學性質上的變化,其溫度、密度和壓力都會發生變化。要克服這些變化需要飛機或導彈設計上的新思路。
于是,可以將進入發動機的迎面氣流的動能變成壓力能的沖壓發動機成了導彈和飛機設計師們的新寵。沖壓發動機被稱為繼活塞發動機和渦輪發動機之后將在動力系統領域帶來革命性發展的新型發動機。這種發動機可以利用迎面而來的空氣,如果飛行器以3馬赫速度前進,那么空氣進入這種發動機后,理論上其壓力將被擴大到原先的37倍。氣壓和溫度升高后,燃料在進入空氣攜帶的氧氣中燃燒,然后向后噴射產生推力。
這種發動機的優點十分明顯,首先,其速度足夠快,不僅對方的防空導彈或者反導系統無法做出有效防御,而且留給敵人的反應時間十分短。其次,它的重量輕,造價小。當然,它還有一個缺點,那就是它必須在飛行器達到了一定速度后才可以啟動,因為那樣空氣才可以以較高速度進入發動機中。所以,它往往同普通發動機混合使用。
而隨著沖壓發動機的使用,新的材質也被用到導彈和飛機的制造上。隨著美俄各種裝備沖壓發動機的導彈和飛機不斷問世,兩國在這一新領域展開了又一輪競爭。當然,雙方的競爭目前僅限于導彈,相比之下,超高音速飛機距離我們更加遙遠。
短暫沉寂 俄羅斯后來居上
在不久前舉行的莫斯科航展上,一直致力于超高音速導彈研制的“俄羅斯戰術導彈武器公司”總經理鮑里斯·奧布諾索夫稱,俄羅斯即將擁有自己的超高音速戰術導彈。他表示俄已經擁有了這種導彈的半成品,除此以外,他沒有透露俄制超高音速導彈的任何細節。但是他的這番表態已經說明,蘇聯在超高速空中武器方面的努力并沒有在俄羅斯手中被中止。
人類首個專門進行超高音速飛行器的實驗室于1980年在蘇聯建成,項目名稱為“寒冷”,S-200導彈成了當時主要的實驗對象。1991年,超高音速導彈進行了首次試驗,當時達到了6.49馬赫的速度。在此之前,由于沖壓發動機必須和普通發動機同時使用,所以常常出現它們無法重復使用的問題。但在此次試驗中,設計師們的新思路取得了成功,沖壓發動機可以反復使用了,這是其發展中的重要里程碑。
1997年,俄“彩虹”設計局在莫斯科航展上推出了X-90導彈。其射程達到3000公里,可攜帶兩個彈頭,使用的同樣是沖壓發動機。不過后來官方披露的消息稱,由于與美國簽署了《削減戰略武器條約》,該導彈的研制在美國的要求下于1992年停止了,1997年的展出是該導彈“遲來的亮相”。
2004年的莫斯科航展上,在“寒冷-2”項目框架下設計的多型沖壓發動機導彈與世人見面,而且這些導彈都可以掛載在圖-95轟炸機上使用。據介紹,它們的速度均達到了5馬赫。不過在此之后,有關俄羅斯超高音速導彈的研究就從俄羅斯官方言論中消失了,直到今年的莫斯科航展上這個話題被再次提起。
單純從超高音速飛行器的技術水平來說,美俄兩國旗鼓相當,但美國在這一領域的發展戰略要比俄羅斯更全面,包括了導彈、空天飛機和戰略轟炸機等多個方面。
20世紀80年代中期,為配合“星球大戰”計劃,美國制定了“國家空天飛機計劃”。當時美國總統里根曾提出要在20世紀末研制出馬赫數達25的“東方快車”,于是X-30項目應運而生,沖壓發動機則是其靈魂。經過巨額的投入和長時間的等待,X-30最終夭折,但這一計劃使美國初步掌握了馬赫數小于8的沖壓發動機設計技術。
1996年美國又提出了研制“快鷹”超高音速巡航導彈計劃。該計劃進展順利,美國軍方便進一步提出研制一種巡航馬赫數7、航程1100公里、戰斗部可以侵徹5~11米混凝土的巡航導彈。計劃中的可能發射平臺包括F/A-18F/F、聯合攻擊戰斗機、F-22、F-16、F-15E、B-52、B-1和B-2等。
于是,一種被稱為“乘波者”的新型導彈出現在了五角大樓高層領導的辦公桌上,代號X-51。這種號稱可以在一小時內炸遍世界任何一個角落的導彈將擁有5馬赫的飛行速度。值得一提的是,該導彈的相關技術已經被用來研制超高音速飛機,且該機代號同為X-51。看來,美國人不光追求炸遍全球,還希望可以實現“瞬間移動”。
千里殺一人,萬里不留行
從以上情況來看,超高音速導彈的問世將不會是太遠的事情。有專家指出,一般國家部署的戰略導彈完成發射和升空飛行的時間為8分鐘,而超高音速導彈的速度一般為5~7馬赫,也就是說對于許多國家來說,敵人掌握的導彈都將在自己的導彈尚未升空時就飛到自己的頭頂。而且,無論美國還是俄羅斯所擁有的反導系統都是針對彈道導彈而研制的,無論從速度還是飛行軌跡上,現有導彈都很難完成對超高音速導彈的攔截。可以說,未來戰爭中,如果超高音速導彈被大面積部署,那么將很可能出現“無盾攔快矛”的局面。如果這樣,那么真可以說是速度決定一切了。