高超音速武器：天下武功，唯快不破

程醉

20世紀90年代末，美國五角大樓出臺了一項“全球敏捷打擊”計劃。這項計劃的核心內容就是要研制一種新型的武器，從而使美軍具備在一小時內打擊全球任何一個目標的能力。于是，高超音速武器便應運而生。各軍事大國對它趨之若鶩，紛紛制定了研制計劃。

一

毫無疑問，高超音速武器的出現將從根本上改變未來戰爭的模式。那么，高超音速武器究竟是一種什么樣的武器呢？

自從噴氣式飛機等航空器出現之后，“馬赫”這個速度計量單位便頻頻出現在了人們的視野里。“馬赫”是以奧地利物理學家馬赫的名字而命名，運用在航空器方面一般指“飛行馬赫數”。它是飛行器在空氣中的運動速度與該高度前方未受擾動的空氣中的音速的比值。

注意啦，重要的事情只說一次！“馬赫數”與“音速”是兩個完全不同的概念。

音速是聲波在介質中的傳播速度。介質的性質和狀態不同，聲波的傳播速度也不一樣。比如，聲波在水中和在大氣中的傳播速度差距就很大。另外，在海平面的空氣中，氣溫每升高1℃，音速約每小時增加2.16千米。

馬赫數是飛行器的飛行速度與當地音速之比。因此，在不同氣象、不同氣溫條件下，馬赫數是不同的。所以，馬赫數并不能固定地換算成每小時多少千米，我們只能通過馬赫數來大致了解飛行器的速度。一般物理學上定義為在1個標準大氣壓和15℃的條件下，聲波在空氣中的傳播速度約為每秒344米，換算下來約為每小時1238千米。

當飛行器的速度小于0.8倍音速稱之為“亞音速”，速度在0.8～1.2倍音速之間稱“跨音速”，速度在1.2～5倍音速之間稱“超音速”，速度在5～10倍音速之間稱“高超音速”，速度達到10～25倍音速稱“高一超高音速”，速度大于25倍音速則稱為“超一超高音速”。

由此可見，高超音速武器就是指以高超音速飛行技術為基礎，能以5倍以上音速飛行的武器。目前，高超音速武器大致可分為高超音速滑翔飛行器、高超音速巡航飛行器、高超音速飛機這三大類。

二

高超音速飛行器的概念，最早由奧地利科學家歐根·桑格爾博士于1933年在其《火箭飛行技術》一書中提出。他想象中的“火箭飛機”， 能夠在火箭的推送下進入太空以獲得一定的速度矢量，然后在大氣層和太空的交界處利用重力和空氣升力的聯合作用，以“打水漂”的方式實現10馬赫的速度在70千米高度飛躍20000千米以上的距離。桑格爾的設想被認為是高超音速滑翔飛行器的源頭，其飛行軌跡也被稱之為“桑格爾彈道”。

那么，我們如何來區分高超音速武器和傳統高速飛行武器呢？高超音速武器又具備哪些特點呢？

飛行軌跡全程可控，彈道位于臨近空間，采用了飛行器的氣動布局，飛行速度大于5馬赫是衡量超高音速武器的主要標準，也是區別其與傳統高速飛行武器的主要指標。

高超音速武器具有的首要特點當然就是速度快。例如，以兩地之間的距離5000千米計算，普通的民航客機速度大約為每小時800千米，它完成這個航程至少需要6個小時以上，而如果高超音速武器以5馬赫的速度飛行，只需要50分鐘左右，以10馬赫的速度飛行僅需25分鐘。

高超音速武器具備的第二個特點是防御難。因為速度極快，它留給對方的防御時間就非常短暫。同時，它還擁有與傳統導彈不同的跳躍式彈道系統。這種彈道是不規則的，很難預測。

高超音速武器具備的第三個特點是命中精度高、破壞力大。高超音速武器全程制導，導航誤差小，能夠十分精準地打擊目標。它的戰斗部采用的是動能彈，在重力加速度的作用下，其在高超音速飛行過程中會產生巨大的沖擊波以及高溫、高壓，從而產生很大的破壞力。

高超音速武器具備的第四個特點是附帶損傷小。由于它采取的是動能撞擊，并且命中精度高。所以，它自然而然對打擊目標以外的其他地方帶來的損傷就會減少。

三

從20世紀50年代開始，美國、蘇聯等軍事強國就已經開始研制高超音速武器。到目前為止，包括印度、德國、澳大利亞、日本等國，開展高超音速武器研制的國家已經有十多個。

從2000年開始，美國開始秘密進行了一系列的高超音速飛行器試驗。他們將高超音速導彈、高超音速偵察飛機以及高超音速空天飛機作為其未來高超音速武器的主要發展方向。

所謂空天飛機是航空航天飛機的簡稱，它既有飛機發動機又有火箭發動機，能夠從飛機場跑道上起飛，以高超音速在大氣層飛行，然后直接進入太空。

由美國波音公司研制的X-37B無人駕駛空天戰斗機是世界上首架既能在地球衛星軌道上飛行，又能進入大氣層的航空器，結束任務后還能自動返回地面的高超音速空天飛機。

X-37B全長8.9米，高2.9米，翼展4.55米，發射重量約5噸，其載荷艙能夠容納重達227千克的有效載荷。它由“阿特拉斯-5”運載火箭送入近地軌道，其在軌速度可達每小時28044千米（約22馬赫）。

SR-72高超音速無人偵察機，代號“臨界鷹”，是由美國洛克希德·馬丁公司研制的集情報收集、偵察、監控、打擊等諸多功能為一體的高超音速武器。由于它是用來替代SR-71“黑鳥”高空高速偵察機的，因此也被稱之為“黑鳥之子”。

SR-72設計的飛行速度可達6馬赫，采用了渦噴發動機與超燃沖壓發動機相結合的動力模式。其先用渦輪引擎讓飛機加速至3馬赫，然后使用超燃沖壓發動機繼續加速到6馬赫。從目前美國披露的信息來看，SR-72大約將于2020年進行首飛，預計到2030年左右開始服役。

四

2018年底，在成功試射了一枚高超音速導彈之后，俄羅斯總統普京宣布：“俄羅斯至此擁有了一種新型戰略武器。”

實際上，早在幾年前俄羅斯便成功試射了高超音速武器彈頭YU-71。YU-71的飛行速度超過每小時11000千米（約9馬赫），它既可以用作洲際彈道導彈的彈頭，也可以裝備在遠程戰略轟炸機上。

YU-71利用洲際彈道導彈的液體火箭推送到大氣層以上的高度，然后采取跳躍和變軌的方式來突破對方的導彈防御系統。歐美將它稱之為“航空彈道飛行器”，這也意味著YU-71的飛行軌道無法預測。也就是說，它可以任意機動，使敵方的防空和反導系統根本無法攔截。

3M22鋯石高超音速反艦巡航導彈是俄羅斯最新研制的一種高超音速武器，被俄羅斯媒體盛贊為“無懈可擊的航母殺手”。其射程約400千米，飛行速度可達8馬赫。俄軍計劃將其首先裝備在“彼得大帝”號和“納希莫夫海軍上將”號核動力巡洋艦上。

從理論上來說，導彈速度一旦超過2.5馬赫，目前所有的防空、反導系統對它都只能“望塵莫及”。首先攔截導彈的速度根本追不上速度8馬赫的鋯石高超音速反艦巡航導彈。其次，防空炮火的雷達甚至都捕捉不到它。再者，因為太快，艦船的近防武器系統也對它基本無效。

眾所周知，傳統的突防武器的速度一般都在3馬赫以下，高度則在30千米以下。而高超音速武器的速度至少可以達到5馬赫以上，高度可達100千米。這就使得現有的防空反導系統都形同虛設，全無用武之地。

不過，到目前為止能夠成功試射高超音速武器的國家仍然寥寥無幾。由于在研制過程中還存在許多難以解決的技術問題，比如怎樣突破高超音速武器飛行當中的熱障問題（飛行器飛行速度超過一定界限時，因高速氣流引起機體表面溫度急劇升高而遇到的障礙）、控制技術、變軌技術等，所以高超音速武器距離投入實戰可能還需要相當長的時間。