王立軒 王云松 林靖凱

進入21世紀以來,前沿科技發展日新月異,世界各國日益加快軍事創新步伐。高超聲速武器作為一款新式武器裝備將打破戰場平衡,推進作戰節奏空前加快。俄羅斯與美國作為世界軍事舞臺的重要角色,其高超聲速武器的研發深刻影響著未來戰爭形態與作戰樣式,深遠影響著高超聲速武器的發展走向。
近年來,俄羅斯在高超聲速武器方面的研究突飛猛進。據外媒稱在高超聲速武器領域俄羅斯已經處于領先地位。目前來看,俄羅斯高超聲速武器主要分為高超聲速助推滑翔導彈、高超聲速巡航導彈和高超聲速飛行器三大類。高超聲速助推滑翔導彈方面,主要包括鋯石、先鋒、匕首和Kh-95等導彈系統。
該航空導彈速度超過馬赫數8,具有潛射能力。這使其擁有了機動性強、生存率高、隱蔽性強的顯著優勢,戰略意義大大提高。該導彈可以搭載核彈頭,如果將其部署在核潛艇上,將能夠在俄羅斯所屬海域建起一面嚴密的高超聲速防護網,這對于提升俄海軍戰力與威懾能力、保障其領土安全有著重要意義。俄總統普京在2019年12月曾提到俄羅斯正在進行陸基鋯石導彈系統的研發工作。如果把Kh-95導彈視為鋯石的空基版,那么鋯石導彈也將能夠形成艦射型、潛射型、陸基型和空基型的全方位體系。
該導彈由伊斯坎德爾戰役戰術導彈改進而成,可被米格-31掛載發射。但因為其體積龐大,一架米格-31截擊機僅能攜帶一枚該型導彈。匕首的射程可達1200千米,最大飛行速度可達馬赫數12。該導彈采用慣性制導+衛星制導復合制導模式,可搭載常規彈頭或核彈頭執行任務,打擊精度達到10至20米。匕首主要被俄軍用于打擊固定目標,是對敵重要戰略點的極大威脅。
先鋒高超聲速綜合體:該系統是當今世界上射程最遠、速度最快、性能最強的現役高超聲速武器系統之一。其可以攜帶核彈頭,最大射程超過10000千米,能夠以馬赫數27的速度飛行。全球現役的防空反導系統均無法對其實施有效的攔截。據俄媒消息,先鋒導彈已于2019年12月27日服役于俄羅斯部隊。
Kh-95是俄羅斯正在研制的一款最新型遠程高超聲速巡航導彈,使用的是鋯石高超聲速彈頭。其最大飛行速度在馬赫數9左右,導彈射程可達2000千米。Kh-95若與圖-22M3或圖-160M等改進型超聲速戰略轟炸機結合使用,打擊距離可能超過10000千米,大大超出了西方國家攔截系統的有效范圍。該導彈沿氣動彈道飛行,極大提高了突防能力,敵對其攔截難度也隨之增大。
此外,俄羅斯目前正在為蘇-57隱身戰斗機研發幼蟲-MD新型高超聲速導彈。這款導彈將主要用于打擊敵方海上目標,目前正處于地面測試階段。為保證蘇-57的隱身性,該型導彈將搭載在蘇-57隱身戰斗機的內部彈艙,以實現遠距離高速打擊。該導彈采用全新超燃沖壓發動機,可達到5倍以上聲速,使蘇-57對敵艦隊的打擊時間縮短一倍以上。幼蟲-MD一旦列裝,可使俄軍進行更近距離武器打擊,將極大提升俄羅斯空天軍的突防能力。

鋯石導彈發射升空
高超聲速巡航導彈方面,產品506最受關注,它是俄羅斯最近研發的新式武器裝備。據報道,其速度高達馬赫數14,打擊精度約10米。這款名為產品506的超精密隱身巡航導彈,具備攜掛于圖-95MS、圖-22M、圖-160M等戰略轟炸機的能力,能夠攻擊5500千米之外嚴密設防的高價值目標。
高超聲速飛行器方面,較為有名的是Yu-71高超聲速滑翔飛行器。這種飛行器在一定初速下,依靠氣動升力和離心力克服自身重力,可在大氣層內做遠距機動滑翔。此外,2016年7月俄媒報道了一項可從太空發起核打擊的高超聲速隱身戰略轟炸機項目,并于2018年11月報道了該高超聲速戰斗機的模型。據專家分析該機屬于第六代戰斗機,設計飛行速度超過馬赫數5,巡航速度達到馬赫數1.5~2。
俄羅斯正在不斷為其空天軍、海軍和彈道導彈部隊配備高超聲速作戰系統,這意味著俄軍未來很多軍兵種可能都將具備高超聲速打擊能力。俄羅斯正在以這種方式向美國的反導系統全面施加壓力。俄軍高超聲速導彈極強的突防能力幾乎讓美國NMD、TMD兩大反導防御系統束手無策,美國部署的對抗洲際彈道導彈的攔截系統在俄羅斯新型高超聲速導彈面前顯得“漏洞百出”。最重要的是,俄羅斯用來威脅美國的高超聲速武器并非一種,而是多種。有專家評論道:“‘美國不可侵犯’的神話已經徹底崩潰了。”
相比于美國的憂心忡忡,俄羅斯方面似乎并不擔心美國對高超聲速武器的研發,因為俄羅斯已經具備有效的對抗手段。S-500防空導彈系統和某種改進的攔截彈正構成對抗美國高超聲速武器的“盾牌”。不過到目前為止,世界上還沒有可以在理論和實踐上具備攔截高超聲速武器能力的防御系統。
不久前,美太空部隊副司令戴維·湯普森上將在哈利法克斯國際安全論壇上公開表示,在高超聲速技術方面,美國不如中國和俄羅斯。針對中俄高超聲速武器挑戰,美太空部隊正在努力“找出美方需要的衛星群類型”以跟蹤攔截高超聲速導彈。美智庫專家也表示,美國的戰略對手俄羅斯和中國都已經測試并且部署了高超聲速武器到戰斗部隊中,美國也必須這樣做。
高超聲速武器使得美軍現有的薩德、宙斯等反導雷達系統降低了原有的觀測、攔截優勢,對美國戰略預警和國防安全構成嚴重挑戰,很可能改變全球戰略平衡。
目前,美國主要研發的高超聲速武器為AGM-183A導彈。據稱AGM-183A在速度、高度和機動性等方面均有優異表現,一旦投入使用,美空軍便能夠在打擊速度、攻擊精度、投擲距離和戰術靈活性等方面取得顯著技術優勢。然而,AGM-183A項目在第一次試驗時導彈未能離開發射架,第二次試驗時導彈成功發射但火箭發動機沒有點火導致導彈墜毀。最近進行的第三次試驗獲得基本成功,但第四次試驗再次因火箭助推器點火失敗造成發射后偏航,專家分析美軍搭載高超聲速飛行器的主推火箭依舊存在技術問題。
除AGM-183A導彈之外,美軍還曾對一款被稱為“高超聲速吸氣式概念武器”的空射型高超聲速導彈寄予厚望。該導彈曾在2019年12月進行過試射,但由于技術原因發射失敗。這次失敗的試射也讓這一項目名聲掃地,其后續試射實驗被迫中止。2021年8月,美將2020年3月試射成功的暗鷹導彈原型交付陸軍。據美媒報道,暗鷹速度高達馬赫數5,射程約為2736千米,可部署在海軍驅逐艦和潛艇上。美軍還表示,預計在2023年能實現該款導彈的全面部署。除高超聲速導彈外,美國還曾研制過獵鷹高超聲速無人機,但后來因項目不完備而放棄。隨后又開始了AHW高超聲速滑翔飛行器的實驗,并于2017年10月30日試驗成功。

鋯石導彈外觀與打擊航母概念圖
實際上,美國在高超聲速武器研發領域探索最早,技術積累也十分深厚。自20世紀60年代以來,美國就率先進行了高超聲速武器的研究,并且在當時處于世界領先地位。一直在大部分軍事科技領域表現突出的美國,為何在高超聲速武器方面卻落后于起步較晚的俄中?
原因一方面是美國對高超聲速武器研發技術上的過分堅持。高超聲速武器的技術路線主要有火箭助推+超燃沖壓發動機和火箭助推+滑翔兩種。第一種火箭助推+超燃沖壓發動機結構的好處在于體積小、重量輕,可在高超聲速和超聲速之間巡航飛行,也可裝載在轟炸機、戰機、軍艦上發射,但目前世界各國對超燃沖壓發動機的技術研究還不夠透徹,實驗時常出現問題。第二種火箭助推+滑翔結構技術已經比較成熟,而且由于彈頭內不需要裝備主推發動機,所以沒有超燃沖壓發動機存在的技術路線復雜、穩定性低的缺點,但對空氣動力學和先進風洞技術有很高的要求。而美空軍始終堅持超燃沖壓技術路線,即使多次試射失敗卻仍不妥協。他們堅定地認為,一旦這項技術成熟,將會大大推進美空軍未來全球快速打擊計劃進程。
另一方面是高超聲速武器研發態度的不夠重視。美國早在2010年就開始全球首測X-51A高超聲速導彈。雖然之后幾年的試驗進展并不順利,但深厚的技術底蘊仍使其不斷進步。而美國會卻認為其他國家的高超聲速武器研究尚未有太大進展,且高超聲速武器技術復雜,研究成本高,所以暫緩了這一方面的研究。直到俄羅斯公布多款高超聲速導彈后,美國才如夢初醒,意識到了美國在高超聲速武器領域的技術水平已大幅落后。于是重新啟動相關方面研究并投入了大量資金,希望在短時間內趕超中俄,結果試驗卻頻頻失敗。目前來看,美國在高超聲速武器研發進度方面已經落后了俄羅斯數年。雖然目前五角大樓已推動多個新型高超聲速導彈項目,并計劃在2022年為此投入38億美元,但美國想要改變這種落后現狀絕非易事。
美國在高超聲速武器領域落后于俄羅斯的原因就在于,美國從一開始就選擇了復雜難走且短時間難見成效的超燃沖壓+火箭助推路線并過分堅持,加之政府戰略上不夠重視,導致美國遲遲未能列裝先進的高超聲速武器。
俄羅斯高超聲速武器研發雖起步較晚,但一直將其作為優先發展的戰略目標,2017年12月俄羅斯宣布世界第一款助推滑翔式高超聲速導彈匕首入役。2019年12月俄國防部長紹伊古宣布,首批先鋒高超聲速導彈列裝,并開始執行戰備任務。近日,俄羅斯國防部宣布,戈爾什科夫海軍元帥號護衛艦再次成功進行了鋯石高超聲速導彈試射,測試工作已接近尾聲。

據報道稱,美空軍第三次試射新型高超聲速導彈AGM-183A以失敗告終
反觀美國,美軍從20世紀50年代起便開始了高超聲速相關技術的研究,最開始將重心放在吸氣巡航彈上,但相關項目現仍處于試驗階段。為了盡快形成戰斗力,美軍在不放棄吸氣巡航彈的基礎上,重點推進吸氣巡航彈的研制試驗進度。2019年6月13日,美空軍宣布成功完成了AGM-183A原型機在B-52上的系留飛行試驗。2021年4月、7月和12月,美軍共對AGM-183進行了三次試射,但均以失敗告終。
俄軍比美軍率先實現高超聲速武器的實戰列裝,美軍為了“趕上進度”被迫轉移重心,開啟了助推滑翔式高超聲速導彈的研制,目前該項目仍然存在技術難關,無法在短時間內形成戰斗力。但是由于美軍對于高超聲速武器研究起步早,進行時間長,已具備了相關技術優勢,未來還是存在彎道超車的可能。俄羅斯也絲毫沒有放緩相關的研究進度,對技術難度更大的吸氣巡航彈進行了攻關,并已進入最后的測試階段。
?以俄軍匕首為例,采用陸基戰術導彈的傳統設計,基于單機固體火箭,投放后首先沿著彈道進行類拋物線飛行,接近目標前進行躍升,再俯沖加速進行攻擊。美國AGM-183A則采用一級固體燃料發動機,在導彈飛到最高點時拋棄整流罩,滑翔彈頭與導彈分離,在空中依靠先前獲得的動能和勢能進行高速滑翔,大部分的航程通過滑翔實現。
俄軍高超聲速武器的攻擊方式,是使高超聲速武器在臨近目標一定距離時便引爆戰斗部,以形成一片針對大型目標的立體毀傷區。而美軍則是通過直接命中目標后引爆戰斗部來達到毀傷效果。

暗鷹高超聲速導彈效果圖
俄軍和美軍兩種不同的設計思路,造就了導彈不同的運動軌跡和毀傷方式,帶來了不同的性能特點。美軍AGM-183A通過彈頭滑翔的方式來減輕動力裝置方面的研制壓力,以盡快達到相關的技術水平,但是犧牲了導彈一定的毀傷性能,可能是作為美軍的一種過渡產品或一款技術驗證工具。俄軍則從優化彈道入手,在不犧牲導彈速度和毀傷性能的基礎下,盡可能增大導彈的射程,提高導彈的威懾力。
就俄美兩國典型的高超聲速武器匕首和AGM-183A進行對比。匕首導彈頭體不分離,最大速度在馬赫數10左右,能夠通過彈體發動機的動力實現更廣的機動;而AGM-183A使用頭體分離設計方案,結合其體積小、重量輕的特點,可以使楔形彈頭達到馬赫數17以上的最大速度。AGM-183A導彈依靠自身動力,射程大約在900千米左右,而匕首導彈的射程約為1500千米,但美軍掛載導彈的B-52和B-1戰略轟炸機的航程遠比俄軍的米格-31和圖-22M3大,所以AGM-183A導彈在打擊距離上略占優勢。
AGM-183A內部空間小、載荷能力低,導致其制導系統和戰斗部載荷有限;而匕首直徑大,能夠搭載復雜的制導系統和大當量的戰斗部,再加上頭體不分離設計帶來的巨大動能,使其具備更大的威力。AGM-183A尾部安裝了折疊彈翼,再結合其體積小的特點,使其可以適應未來掛載在隱身飛機內埋彈艙的要求;與之比較匕首體積龐大,因此只能在載機機腹處增加額外的特制掛架來掛載,難以滿足通用和未來裝備隱身飛機的需求。
俄美雙方的高超聲速武器各有優勢。美軍采用頭體分離的設計,注重于彈頭的加速,使其具備高超聲速特點,再結合自身載機性能的優勢,在保證一定射程的基礎上,縮小了導彈的尺寸,使其能夠達到通用的要求,并為未來裝配隱身飛機進行技術迭代奠定基礎。俄軍采用的是頭體不分離、大體積、大容量的設計,使導彈能夠在更廣的區域進行機動,搭載更復雜更精密的導航設備,具備更遠的射程和更強的毀傷效益,在未來的改進中技術風險和資金需求都較小。
俄羅斯新式武器研發人員老齡化且流失情況嚴重。2000年,俄羅斯為了解決科研人員短缺的情況,出臺了允許返聘已退休的科研人員重新回到工作崗位政策。雖然當時達到了目的,但使俄羅斯科研人員本就存在的老齡化問題雪上加霜。據統計,目前俄羅斯科研人才年齡在29歲以下的占20%,60歲以上的占26%,年齡結構很不樂觀,這使得俄羅斯在高超聲速武器等諸多新式武器裝備的研發上有些后勁不足。
反觀美國,在科研和軍費方面不遺余力的投入創造的高昂工資和平均每人每年四十多萬研究經費的優越條件為他們源源不斷地吸引著各國年輕人才。美國范德寶大學的調查報告顯示,2006年以來美國的科學家和工程師來自海外和美國本土的比例大約為3:1。相比之下,美國高新科技尤其是高精尖武器研發的科研環境顯得更有活力,而俄羅斯則有些暮氣沉沉。俄羅斯研究人員的中青代能否填補上老一輩科研工作者退休留下的空缺,是俄羅斯未來是否能夠保持科技領先、維持大國地位的關鍵。
近年來,俄羅斯在高超聲速武器研究方面收獲頗豐。鋯石反艦導彈、先鋒彈道導彈、匕首巡航導彈三種高超聲速導彈都已經完成研發與測試,正在逐步列裝部隊。正在研制的Kh-95是最新型的遠程高超聲速巡航導彈,另外還有Yu-71高超聲速滑翔飛行器以及可從太空發起核打擊的高超聲速隱身戰略轟炸機項目。另一方面,蘇聯解體造成的負面影響令俄羅斯在一些領域如電子技術和工藝加工技術的科研水平在追趕幾十年后依然落后于西方,這使得俄羅斯沒有能力更新一些已經落后但仍然服役的導彈系統。這些落后于時代的武器裝備與高超聲速武器這種高精尖武器搭配在一起,造成了俄羅斯略顯“頭重腳輕”的武器體系結構。這些武器在實戰中能否很好地配合,配合起來能產生多大的作用,都暫時還是個未知數。
而目前為止美國尚未列裝頂尖高超聲速武器。由于過于追求極致性能導致相關配套技術還不夠完善,美國的高超聲速武器還并不能夠運用到真正的作戰系統中。緩慢的研究成果和研發進度使得美國在高超聲速武器領域落后于俄中,但美國并沒有像類似俄羅斯一樣武器體系結構不協調的擔憂。一旦美國在這個領域取得突破性進展,配合其世界領先的導彈系統,將大規模列裝并更新換代,快速完成戰斗力轉化。

美海軍艦艇使用高超聲速武器概念圖
隨著高超聲速武器技術的不斷發展,其重要性已經受到各軍事大國的重視,地位與日俱增。
對于俄羅斯而言,高超聲速武器的領先展示了其建立“非對稱優勢”的戰略大方向。由于北約在核潛艇、航母數量和空中打擊力量等方面具有絕對優勢,俄羅斯想要維護國家安全,實現軍力平衡,就必須要結合有限的經濟實力在其他領域擁有能夠威懾北約的強大力量。而高超聲速武器研發費用較少,研發列裝速度快,威力強大,性價比更高,能夠大大提升俄羅斯的軍事實力和戰略多樣性,對于維護大國地位,維持俄羅斯與北約的軍力對峙起到了重要作用。
對于美國而言,發展高超聲速武器能夠提高自身戰斗力,實現短板補齊,證明自身軍事科技實力以更好地穩定盟友的“軍心”,同時制約俄羅斯擴大“非對稱優勢”的戰略目的,從而達到一石多鳥的效果。憑借強大的科研力量和十倍于俄羅斯的軍費投入,這場軍事“挑戰賽”美國顯得充滿信心。一旦美國挑戰成功,俄羅斯的“非對稱優勢”受到削弱,美國距離實現霸權主義的目標也將更進一步。
可以預見,隨著發動機技術、飛行控制、“黑障”導航等難題的突破,俄美兩國以及世界主要軍事大國的高超聲速武器的速度和精度還會不斷提高,未來戰爭也將真正進入“秒殺”時代。
責任編輯:王宇璇