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中美俄争相研发高超音速武器 究竟谁能率先突破成为王者
2017-09-05 16:02:30

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由弹道导弹作为运载工具的高超音速导弹。

 

  据美国《国家利益》双月刊网站12日报道称,在俄罗斯和中国研发进程的刺激之下,美国空军正在采取措施,以获取飞行速度超过5马赫的高超音速导弹。很明显,中国和俄罗斯都声称正在研发高超音速武器,让美国感到了紧迫性。那么,中美俄三国谁能最先在这方面取得技术突破呢?

  美国是一小时打遍全球的急先锋

  高超音速在军事上具有重要意义,因为它们一般航程远、速度快,能够快速打击远程目标之余,亦可突破现时的导弹防卫系统。因此,高超音速被军事专家称为继螺旋桨、喷射引擎后,航空史上的第三次革命。按照美国军方界定,“高超音速”至少要超过5倍音速,也就是每秒1700米,即每小时达到6000公里以上的惊人速度。但现实来看,5倍音速还只是高超音速的“最低消费”,目前各国追求的目标是10倍音速乃至20倍音速。例如,不久前美澳联合研发的高超音速巡航导弹,计划时速就是10倍音速。那么10倍音速是什么概念呢?就是只需要5分钟即可以从北京飞抵上海,从东京到纽约也要不了1个小时,在两个小时内则可以到达地球上的任何一个地方。目前设想中的高超音速武器,包括高超音速导弹、高超音速飞机、高超音速航天飞机等,都是围绕着这个要求来设计的。

  在“一小时打遍全球”的呼声中,美国现在已经进行了多款高超音速武器的研发。如HTV-2“猎鹰”太空战机,每架造价3.8亿美元,可携带5吨重的物资,用运载火箭发射,然后在大气层外层的亚空间轨道,以20倍音速飞行,接近目的地后再减速、滑翔到适合的区域,以实现精确打击。据称,该机可以在1小时内到达地球上任何一个地点。不过从2003年开始研发以来,HTV-2的试验并不顺利:2010年4月首次发射9分钟后失去联系坠海;2011年8月第二次试验发射成功,但在返回地球时失去联系。此后,HTV-2项目基本停顿。而X-51A“冲浪者”高超音速冲压巡航导弹,则是美国对BGM-109“战斧”巡航导弹的加速升级版,其既具有精准定位和自动导航能力,又能以高速飞行来突破敌人的拦截。该款新型导弹长4米,速度达到10马赫左右,射程高达6000公里。当然,美军目前最成功的项目当属高超音速太空飞机X-37B,该机刚刚完成历来最长的718天试飞任务,令人关注到高超音速飞行器的强势发展劲头。

  中俄紧跟美国进展显著成就惊人

  高超音速武器可同时具备远程、高速度、高精度、机动灵活的特点,这使得其突防能力大大增强。比如,20倍音速的导弹,从1000公里外的基地发射,3分钟就能打到眼前;从30公里高空冲下来,几秒钟就能炸得敌人粉身碎骨。这样留给拦截武器的时间很短,大部分武器根本来不及防御,甚至能在大气层边缘变向“蛙跳”,使得现在的弹道导弹拦截系统无法应对,而中国和俄罗斯在这方面的研发居于领先地位。

  目前,俄罗斯高超音速新技术已进入飞行验证阶段,并研制出“新一代发射技术”高超音速试验飞行器,采用氢燃料超燃冲压发动机,速度可达6~14马赫。俄总统普京和其他俄高官多次强调,要大力发展“超高音速飞行器”保家卫国。再加上俄本身幅员辽阔,若其能成功研发高超音速武器,对美国霸权的反制能力将进一步加强。在这样的战略指导下,2016年末,俄战略导弹部队成功试飞代号“4202”的高超音速武器,搭载RS-18洲际弹道导弹,在高空阶段达到15马赫的速度,峰值甚至达到20马赫以上。此次的高超音速滑翔载具多数时间都在平流层飞行,射程更远,还可能让美国的反导弹系统无法及时作出反应。据悉,“4202”最快会在2020年实际应用在战略部署,并在2030~2040年间开始大规模进入武装力量。

  而这个所谓的“4202”项目,其实就是如今大名鼎鼎的Yu-71高超音速飞行器。Yu-71既可以携带核弹,也可以携带常规弹药。国外军事分析家相信,Yu-71的速度超过每小时1.1万公里。同时,它被称为航空弹道飞行器,这意味着其飞行轨道无法预测。也就是说,Yu-71可以任意机动,让防空和反导系统无法拦截。

  中国关于高超音速武器的报道则全部来自美国。据美国《华盛顿邮报》网站报道,美国军方得悉中国去年12月又做了一次高超音速飞行器试验,测试主角为速度高达10马赫(音速10倍)的高超音速巡航导弹,美国代号为WU-14(又称东风-ZF)。这次试射成功是中国巨大突破的缩影。WU-14的引擎设计独特,将涡喷发动机、火箭和冲压喷气引擎结合在一起,之前7次测试全部成功。一切顺利的话,中国将于2025年实现高超音速引擎推进系统的真正首飞,该发动机亦会是全球首个能为高超音速飞行器提供动力,还具备为太空飞船提供动力的同类型引擎。预计到2030年,中国首架正规高超音速太空飞机将投入运作。

  中美俄都在发力 谁是最终王者

  在未来的战争中,高超声速武器将集超高速、高毁伤、高突防能力等诸多优点于一身,将大幅拓展战场空间、提升突防与打击能力,已成为大国之间空天军事竞争的又一战略制高点,具备改变“战争游戏规则”的潜力,对传统的防御手段、作战模式、抗击方法都有着颠覆性的影响。而且,高超声速飞行器具有传统飞机和导弹无可比拟的优势,至少可担负两类作战任务:一是战区直至全球范围的远程快速精确打击以及战略战术侦察与投送。二是空间优势作战,包括快速往返空间、驻留空间、控制空间等。所以,以高超声速飞行器为核心的空天突袭武器,具有先发制人的战略优势,将极有可能构成新的战略威慑能力,因此这类武器成为世界主要国家纷纷发展的战略制高点武器。

  也正是对于未来战争胜利的渴望,所以美、中、俄近年相继研发高超音速武器,包括各类轨道飞机和导弹。美国虽然是高超音速武器的首倡国,但相比于进展神速的中俄,美国在这个领域的研发却陷入停滞。比如美国空军的HTV-2高超音速飞行器因技术难度高,飞行测试两次后,至今未有新测试时间表,而陆军的高超音速飞行器试射亦以失败告终,而X-51A于2013年进行历来最长高超音速飞行后就完成历史任务,不久前遨游两年回归地球的X-37B算是美军现时最主要的高超音速飞行器。此外,洛·马公司计划研发的SR-72飞行器,打算2023年试飞,2030年服役,也算是美国的又一高超音速武器项目。但即便如此,美军一个专家委员会在分析美国与别国的高超音速武器发展后发表报告,警告美国在这一领域的军事竞赛上已有落后之势,如果不加力追赶很有可能会被中俄超越。

  那么,中美俄都在倾力发展高超音速武器,到底谁能首先取得成功呢?从技术上来看,目前高超声速系统的设计主要采用两种方法:一种是采用超燃冲压发动机,另一种是助推-滑翔。尽管三国都在试验这些技术,而且“一小时全球打击”的构想也十分诱人,但要实现这一目标还必须攻克不少难题:一是高超声速吸气式推进技术。要实现超燃冲压发动机的推阻平衡、获得净推力,必须让火焰在高速气流中持续稳定高效燃烧,其难度如同在龙卷风中点燃一根火柴。二是高超声速飞行器气动外形布局设计。为保证远程、快速和大范围机动能力,高超声速飞行器必须在具备高升阻比的同时,兼顾飞行稳定性和操纵性,其外形布局设计难度极大。三是高超声速飞行器的防热技术。高超声速飞行条件下,气流被压缩并与飞行器表面剧烈摩擦,导致气流温度超过数千摄氏度,飞行器表面被严重加热,例如HTV-2飞行过程中表面最高温度接近2000℃,需研制轻质、耐高温的防热材料和结构才能实现长时间飞行。四是高超声速飞行器导航与控制。高温还将导致空气离解和电离,在飞行器外部形成等离子体鞘套,干扰甚至阻断无线电信号的传输,进而严重影响飞行器的导航与控制。所以,只有彻底解决了这些技术问题,高超声速飞行器才能真正成为“杀手锏”武器。

  因此来看,无论中美还是俄罗斯,要研发出高超音速飞行器的难关不少,包括要找寻应付高速飞行极端高温的物料,以及在以约5马赫飞行时出现的无线电信号中断导致导航困难等问题。据美空军研究实验室认为,高超声速武器可在20年代初运行,在30年代实现侦打一体高超声速飞机,在40年代实现持久可重复使用的侦打一体高超声速飞机。而且很有可能,美国高超声速武器可能在4-5年内实现技术成熟度进入实战应用化的初级阶段。预计俄罗斯和中国实战应用化的速度不会比美国落后多少。所以,要想准确判明中美俄三国究竟谁率先获得技术和试验突破,这的确很难,我们只有翘首以待,静观在这场关乎未来战争胜负的技术竞争中,谁是最终的王者!

  子彧 (扬子晚报特约专稿)

  特约主持 孙小伟

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 主编:孙小伟   编辑:杨子梦

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