高超音速飛行器：空天打擊“殺手锏”

馬世祎　馬建光

高超音速飛行器：空天打擊“殺手锏”

馬世祎馬建光

日前，據俄羅斯媒體報道，俄羅斯海軍已經完成了“鋯石”新型高超音速巡航導彈的首次試射。該型導彈的飛行速度馬赫數被普遍認為在5~6左右，射程約為400千米，并將配裝到“彼得大帝”號核動力巡洋艦，預計于2022年完成改裝工作。為什么一種新型導彈的研制能在世界范圍內引起廣泛關注？筆者認為，答案或許就在高超音速上。

高超音速，指物體的速度達到5倍音速（即5馬赫）以上。高超音速飛行器主要包括三類：高超音速巡航導彈、高超音速飛機以及航天飛機。與主流噴氣式飛行器相比，它們的設計飛行高度處于距離地面20~100千米的臨近空間，通過超燃沖壓發動機實現了從超音速到高超音速的跨越。作為當前軍事領域前沿科技的熱點項目，高超音速飛行器在美、俄等主要軍事國家的發展方興未艾，并被全力打造為空天對地打擊背景下的“殺手锏”武器。

美國—完整構建高超音速裝備體系

“1小時攻擊世界任何地點”—圍繞“常規快速全球打擊”和“作戰快速響應空間”這兩大戰略，美國積極開展高超聲速飛行領域的技術研究，并取得了一系列成果。而事實上，作為該領域的先行者，數十年來美國始終致力于高超聲速飛行器的研發。早在20世紀60年代，美國航空航天總署研發的X-15飛行器就突破了5倍聲速；近幾年，美國更是接連驗證了高超聲速氣體動力學、飛行器設計、熱防護、材料及動力系統等關鍵技術，力圖構建完整的高超聲速裝備體系。

以美國X-43系列高超聲速飛機為例，這種看上去很像一塊沖浪板的無人駕駛飛機，從1996年開始研制，到2004年第二次試飛成功，前后共用了9年時間，最終突破7倍聲速；“乘波飛行器”X-51系列是由美國空軍研究實驗室與國防高級研究計劃局聯合主持研制，這一驗證機的終極目標是要發展一種比美國原武器庫中任何導彈的速度都要快5倍以上的快速反應武器。

盡管X-51系列的研發進程略顯曲折，但美國仍通過對高超聲速飛行領域研究成果的轉化吸收，接連提出了HTV高超聲速轟炸機、SR-91“曙光女神”高超聲速戰略偵察機以及SR-72高超聲速無人偵察機等一整套研制計劃。其中，最為人所熟知的莫過于X-37B空天戰斗機。

作為第一架既能在地球衛星軌道上飛行、又能進入大氣層的航空器，X-37B被研發方美國波音公司定位為無人且可重復使用的太空飛機。它由火箭發射進入太空，最高速度能達到聲速的25倍以上，常規軍用雷達技術都無法對其進行捕捉。此外，X-37B在結束任務后還能自動返回地面，被認為是未來太空戰斗機的雛形。

就在美國2017財年軍事預算預覽出爐之際，軍火巨頭洛克希德·馬丁公司最近率先宣布：公司已在高超聲速飛行器領域取得重大突破，可有效突破潛在對手的防空系統，解決對抗“區域拒止/反介入”戰略的距離問題。對此，不少美方分析人士表示，速度為馬赫數5的飛行器不僅可以在對手現代化的防空導彈和戰斗機作戰半徑外發射，還能夠及時擊中目標，充分確?？仗齑驌舻默F實效能。

俄羅斯—全力打造核常兼備武器平臺

與美國旨在構建完整裝備體系的設計理念截然不同，俄羅斯的高超聲速飛行器研究更具有戰略層面的現實需求。特別是在2001年之后，隨著美國正式退出《反彈道導彈條約》，高超聲速飛行器的研制再一次引起俄官方的關注，并開始了新一輪的研試工作。

早在20世紀80年代美國里根政府啟動“星球大戰”導彈防御計劃之時，俄羅斯就已經在研制高超聲速飛行器。蘇聯著名導彈設計局—機械制造科研生產聯合體提出發展一種可以攜帶“滑翔有翼再入飛行器”的洲際彈道導彈項目，被稱作“信天翁”項目，其滑翔飛行器被稱為Yu-70。Yu-70采用SS-19導彈作為助推系統，滑翔高度為250~300千米，并具備一定的機動性，可有效避開美國彈道導彈防御系統的攔截。但由于受到蘇聯解體等多方面的原因，該項目最終以失敗告終。

2010年，美俄兩國簽訂新版《削減戰略武器條約》，但奧巴馬政府認為高超聲速助推滑翔飛行器由于和傳統彈道導彈飛行軌跡不同，不應被列入該條約。這意味著即使俄羅斯高超聲速飛行器項目使用核彈頭，也可不受該條約的限制?，F如今，作為可有效突破美國反導系統的潛在手段之一，俄羅斯發展高超聲速系統一方面可攜帶常規彈頭用于常規快速打擊，另一方面也可攜帶核彈頭作為俄羅斯戰略核打擊力量的一部分。

俄羅斯戰術導彈系統公司的總經理鮑里斯·奧布諾索夫曾指出，配備Yu-71高超聲速飛行器的第一枚導彈將在2020年以前出現，其飛行速度的馬赫數將達到6~8馬赫。但在隨后開展的試驗中，由SS-19導彈攜帶的Yu-71高超聲速飛行器再次敗北，俄羅斯轉而改裝伊爾-76作為高超聲速飛行器的發射平臺。

現如今，俄羅斯公開新一代3M22“鋯石”巡航導彈的試射消息，也從側面反映出其在高超聲速飛行器研究領域取得了階段性進展。值得注意的是，隨著美國“宙斯盾”系統的升級、E-2D預警機和協同作戰系統的裝備以及SM-6/SM-3等新型導彈的上艦，其海軍航母編隊的防御體系得到空前的增強，而俄羅斯現役主力反艦武器P-700/SS-N-19在此消彼漲之下的攻擊能力也相對下降。所以，作為全新的武器平臺，“鋯石”新型高超聲速巡航導彈的威懾意義更加突出。

美軍HTV-2再入大氣層示意圖

Yu-71高超音速飛行器使用USS-19發射

其他國家—應對空天挑戰的“必然選擇”

除美俄致力于實現高超聲速飛行技術的武器化外，各主要航天大國為應對潛在的空天領域軍事威脅，近年來也紛紛投身于高超聲速飛行技術的研發和演示驗證。

其中，歐洲太空局重點圍繞“過渡性試驗飛行器”（IXV）項目，驗證用于可重復使用運載器的高速再入技術。2013年，歐空局IXV成功完成下降著陸試驗，全尺寸的IXV樣機在一架直升機的搭載下從3000米的高空釋放，最終通過降落傘以7米/秒的速度安全降落在海上。2014年，IXV開展首次亞軌道再入飛行試驗，進一步驗證大氣再入所需的各項關鍵技術性能。后續，歐盟可能通過“可重復使用在軌驗證機”項目，真正實現高超聲速飛行器的完整入軌與返回著陸。

在此基礎上，英國政府加緊了“云霄塔”空天飛機項目的進展步伐，并為“佩刀”高超聲速發動機投資，主要用于輕型換熱器技術和制造能力的改進以及發動機的地面驗證。“佩刀”發動機將安裝于長84米的“云霄塔”無人空天飛機上，既具備火箭發動機的工作性能，也具備航空發動機的操作特點。目前，“云霄塔”空天飛機項目已通過英國航天局的技術評估，其發射成本將僅為傳統運載火箭的1/50。

與此同時，澳大利亞則充分發揮自身的區位優勢，與美國合作開展了“高速射擊”“高超聲速國際飛行研究試驗”項目等計劃，積極致力于高超聲速基礎技術研究。在此之前，澳大利亞昆士蘭大學“基于超燃沖壓發動機的進入空間系統”項目在挪威安多亞航天發射中心開展飛行試驗，盡管因助推火箭未將驗證機送達預定高度導致試驗失敗，但總的來說還是獲得了最重要的第一手資料。

毋庸置疑，高超聲速飛行器技術作為21世紀航空航天技術的制高點，是極為重要的軍民兩用技術。雖然目前仍存在不少技術難題，而且耗費巨大，但其作為眾多國家應對空天挑戰的必然選擇，必將在軍事、政治和經濟等領域產生重大影響，值得我們持續關注!

俄羅斯馬卡耶夫設計局公布的高超音速滑翔器模型

美軍X-37B正在進行發射前裝配

責任編輯：彭振忠