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[综合讨论] 高超音速武器:改变未来空天战场的利器

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发表于 2018-12-25 11:35 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  高超音速武器:改变未来空天战场的利器
  高超音速武器是指以高超音速飞行技术为基础、飞行速度超过5倍音速以上的武器。目前,研制中的高超音速武器均已实现速度超过马赫数5的飞行,并将设计目标指向马赫数10~20的新高度。高超音速武器融合了高速度、高机动、高毁伤、高生存力以及远程精确打击等诸多优点,能够快速响应远距离威胁,将大幅提升军队的打击/持久作战能力、空中优势/防御能力、快速进入太空能力等,代表着新一代空天打击武器的发展方向。‘
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  美俄高超音速武器发展现状
  早在20世纪50年代,美苏等国就开始研制高超音速飞行器。冷战开始后,世界大国纷纷在高超音速武器设计领域展开激烈竞争,至20世纪90年代初有了实质性进展。当今,美俄等军事大国在此领域均取得一系列重要成果。

  美国高超音速武器中,典型代表主要有高超音速技术飞行器HTV、先进高超音速武器AHW和高超音速巡航飞行器X-51A。
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  美军成功测试htv-2高超音速飞行器

  高超音速技术飞行器HTV 由美空军与国防部国防选项研究计划局于2003年共同发起,主要研发助推-滑翔式飞行器,代号猎鹰。HTV-2高超音速滑翔飞行器在2010年、2011年进行了2次试验,均在试验飞行9分钟后失稳坠海,但HTV-2在9分钟内飞出了马赫数20的高速度,展示出极大潜力。

  先进高超音速武器AHW 由美陆军航天与导弹防御司令部研发,同样采取助推-滑翔技术,但采用两级火箭助推,攻击距离相对较短,实战运用时需在海外前沿部署。2011年11月17日首次试射成功,飞行约4000千米后击中目标,但在2014年8月的第2次试射中,发射4秒时即出现技术故障而失败,该型武器最快于2022年前具备初始作战能力。

  高超音速巡航飞行器X-51A 其代号驭波者,由美空军负责研发。该武器具有机动性好、速度快、射程远、突防能力强、攻击范围广等优点,尤其在攻击时敏性目标、加固性目标等方面优势明显。2010年5月26日、2011年6月13日和2012年8月15日,美军3次试射该型武器均告失败。2013年5月第4次试射成功,以马赫数5.1的速度稳定飞行425千米。美空军将在X-51A成果的基础上发展高速打击武器,预计于2020年进行演示验证。

  此外,美军预计战术级高超音速导弹将在2025年形成装备,一旦部署将成为改变未来战场格局的新型利器。长期以来,美国的各军兵种、科研界都广泛呼吁要加快高超音速武器的研制发展,多家智库发表的《高超音速武器与国家安全:21世纪的突破》《美国国家科学院:美军应加速对等发展高超音速武器以应对中俄威胁》《高速机动武器:美国全球警戒、到达与力量面临的新威胁》等多份重量级的研究报告,对推动美国高超音速武器驶入快速发展车道发挥了积极作用。2017年2月底,特朗普明确表示2018财年国防预算将逆势大涨,美国相关各界纷纷想借此机会,进一步推动高超音速武器快速发展。

  俄罗斯主要在三方面展开高超音速武器研究试验:

    · 高超音速飞机:2016年6月,联合航空制造集团已完成具备高超音速飞行能力的第六代战斗机概念方案设计,并计划在2025年前具备首飞能力,同时俄罗斯正在研发能从太空发起核打击的高超音速隐身战略轰炸机PAK-DA,该飞机具备水平起降能力,能在1~2小时内到达全球任何位置,新型飞机的原型试验机预计在2020年前建成。
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  外型魔炫的PAK-DA

    · 高超音速助推滑翔导弹:主要有Yu-71、Yu-74及先锋助推滑翔导弹,其中Yu-71是俄罗斯2007年开始研制的战略射程助推滑翔导弹,于2011年—2015年间至少进行了4次飞行试验,最近一次试验于2016年4月成功进行,计划于2020年—2025年服役。Yu-74是俄于2016年6月开始的一项助推滑翔导弹项目,飞行速度可达马赫数10,具有很强的机动能力和突防能力,外媒称其“可突破任何导弹防御系统”。同时,俄先锋高超音速助推滑翔导弹的研制与生产工作也紧锣密鼓地展开。据俄联邦总统普京国情咨文中称,先锋战略导弹系统滑翔式巡航战斗部能够以超过马赫数20的超高音速完成洲际距离飞行,可在打击方向、飞行高度上进行机动。目前,其滑翔式巡航战斗部的试验已经成功完成,导弹系统开始进入量产。
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  匕首导弹在俄罗斯眼中威力强大

    · 高超音速巡航导弹:开发项目主要有锆石、布拉莫斯-2和匕首等。2016年3月,锆石高超音速巡航导弹完成一次试射,速度达马赫数5~6,射程约402千米;2017年4月,又成功完成世界首型高超音速反舰导弹锆石的试射。2018年3月,成功试射匕首高超音速导弹,同年5月,10架配备了匕首高超音速空射巡航导弹的米格-31战斗机完成作战任务试验。俄联邦总统普京在国情咨文中称,匕首高超音速巡航导弹系统的最大飞行速度达马赫数10,飞行距离超过2000千米,能够在任何飞行轨迹段进行机动,可配备核装药或者常规装药,导弹位于米格-31战斗机机身下部的悬吊装置上,从2017年12月1日起,导弹开始在南部军区机场投入试验战斗值班。
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  X-37B空天战斗机

  高超音速武器的优缺点分析
  高超音速武器的主要优点可以至少从4个方面来展示。

    · 一是速度快,突防能力强。高超音速武器飞行通过时间很短,防御雷达累积回波数量较少,不易被发现,即使被发现,地面防空武器系统也难以实现有效跟踪瞄准,因此突防概率很高。如HTV-2最高速度可达马赫数25以上,常规军用雷达无法捕捉,一些著名的地空导弹如美国爱国者、俄罗斯S-400等,无法追上这种飞行器,从而无法拦截和击落它。

   · 二是射程远,打击范围广。目前正在研究的高超音速导弹,其射程都在几百千米甚至几千千米以上,能够从防区外打击目标,对敌造成巨大威胁。

    · 三是威力猛,毁伤程度大。携带相当质量弹头的高超音速导弹在局部地区可制造与核武器爆炸类似的效果,且不产生核污染,是理想的常规大规模毁伤武器。再如高超音速钻地炸弹,弹丸最大速度可达马赫数6,可侵入50米厚的土层和6~15米厚的混凝土层,是摧毁地下隐藏目标的一把利刃。

   · 四是打得准,攻击效益高。高超音速导弹在飞行时间段,导航误差小,导弹全程制导,终点散布小,能够十分精准地打击点目标。如高超音速制导炮弹,飞行速度为马赫数5~6,通过激光制导,命中概率为90%,命中精度可达0.3~1米。

  高超音速武器也并非无懈可击,缺点也是显而易见的。

    · 一是关键技术不成熟。高超音速武器距离投入实战应用还需突破一些关键技术,如超燃冲压发动机、高超音速气动控制、制造材料等。其中,超燃冲压发动机必须在超音速气流中注入并点燃燃料,就像是“在飓风中点燃火柴,并保持它的燃烧”。高超音速武器通常要求尽可能减轻结构重量,并克服气动加热问题,因此长寿命、耐高温、抗腐蚀、高强度、低密度的结构材料十分关键,也是当前面临的难点问题。

    · 二是信号特征很明显。飞行速度为马赫数2~3的高超音速飞行器的雷达散射截面通常为亚音速飞行器的10倍以上,在3~5微米的短波长红外区内,其红外信号特征通常为亚音速的20~50倍,而且雷达和红外信号特征还会随着高超音速武器的飞行速度增高而显著增加,容易暴露其飞行航迹。

    · 三是飞行机动过载大。由于武器机动转弯半径与飞行马赫数的平方成正比,因此当高超音速武器以机动飞行避开敌方的迎头拦截和电子干扰时,其法向过载将大幅增高,在机动过载大的情况下阻力也会急剧增加,不仅影响射程,而且对弹体强度提出了很高要求。

   · 四是研制生产成本高。高超音速武器需要采用先进的材料、消耗大量的资源与能量等,因此比亚音速武器投入成本更高,美国作为研究高超音速飞行器技术时间最长的国家,已在该项研究上投入了巨额成本。可以说,高超音速武器的研究发展是一个国家经济实力的具体较量,必须把握方向和尺度。

  高超音速武器对现代战争影响
    · 一是空天意识迅速增强。随着高超音速武器的发展,作战空间进一步向太空拓展,未来战争加速通往空天一体化领域。如X-37B空天战斗机可利用火箭升空进入临近空间和深太空,利用现有机场着陆并可重复使用,可搭载远程空天攻击武器从临近空间(公域)对敌领土、领海、领空目标实施精确快速打击,甚至可发展为航天母舰搭载更多航天器,实施多样化的空天一体作战行动。

   · 二是战场界限更加模糊。高超音速武器不断更新换代,打击高价值目标的选择和定位能力不断提升,使得战场前后方界限愈加模糊,甚至彻底消除、完全倒置。战场前沿变成战场后方,一切均取决于“高价值目标”位置的移动和变化。如美正在研制的SR-72高超音速无人机,就能够自由穿梭于战场上空前后方,对重要目标进行侦察与打击。

   · 三是全球区域任意进入。高超音速武器能够在短时间内到达全球任何地点执行任务,对未来战争形态产生很大影响。美国空军联合会的米切尔空天研究所就发表报告指出,高超音速武器能够在1天时间内抵达全球任意目标区,具有很高的生存能力。因此,高超音速武器一旦投入实际运用,将在全球区域内任意驰骋,形成巨大空天安全威胁。

   · 四是长期攻守平衡打破。高超音速武器具有极强的突防能力,让对手即便发现,也因追不上而无法防御,彻底打破了攻守平衡状态。如美军现役航母战斗群,对空警戒雷达网可有效探测750~1100千米外的空中目标,舰载战斗机和宙斯盾防空反导系统可在距航母185~400千米外对攻击航母战斗群的目标实施拦截,现有战斗机和飞航式弹道很难对航母战斗群构成有效威胁,而高超音速武器所具有的速度和射程优势,将大大缩短航母战斗群的探测预警时间,使其无法进行有效拦截。

    · 五是“制时间权”成为未来战场争夺焦点。高超音速武器一旦进入未来战场,将呈现“快打快收”“攻易难防”等显著特点,或将始于无形、处于无声、毁于首战、终于一瞬,进入一个“读秒”战争时代,“制时间权”将成为未来战争关注焦点。如高超音速巡航导弹大多可达马赫数8左右,有的甚至可达马赫数16,能快速突击对方关键目标,产生强大震慑力。

    · 六是新型战略威慑力形成。美国最新版《核态势报告》认为,高超音速武器一旦服役,核武器的战略地位将有所下降,世界将进入“后核武时代”。此时,非核高超音速武器可能会使绝对摧毁的核威慑转变为高效准确的“高超音速”常规威慑,进而导致世界战略核力量平衡被打破。若高超音速巡航导弹配载核战斗部,将极大增强应对敌反导威胁的能力,大幅提升核反击的实际威慑力。

  应对高超音速武器的对策建议
   · 一是强化空天一体化防御意识。随着高超音速武器研制与运用加速推进,未来防空作战必将走向航空航天一体化方向,应突破业已习惯的“以天空为顶”的空天防御思维观念,而是要充分认识以高超音速武器为目标的新型空天防御,尽快树立起空天一体化防御思维理念,并贯穿于空天防御作战行动全过程、各环节之中。

   · 二是做好先期情报侦察预警。应抓紧提升症候情报获取能力,长期跟踪掌握对手高超音速武器部署位置、战技性能、演习试验等方面情况信息,做好综合情报分析研判,为应对高超音速武器打击提供超前预警;联合运用各类空、海、地基预警探测装备,超视距发现和获取对手高超音速武器相关活动信息,及时提供实时准确的侦察预警信息,为应对高超音速武器打击预留准备时间。

   · 三是提升跨域联合指挥能力。应牢牢树立“制时间权”的新型作战理念,采取有效措施不断提升作战指挥效率,达成对“瞬时打击”进行“瞬时反应、瞬时处置”。重点是增强对陆、海、空、天、电、网等公共领域和非公共领域的联合作战指挥能力,使各空间域、时间域、各种类空天攻防力量相互密切协同,形成有效应对高超音速武器打击的整体作战能力。

   · 四是注重精选目标精确打击。应针对高超音速武器的薄弱点,精选目标进行打击,达成精确制敌。如打击对手导弹袭击预警系统、防空反导系统、太空监视系统等,对其致盲致聋;打击对手作战指挥所、通信设施、网电对抗系统等,断其神经脉络;打击对手基地塔台、停机坪、机库、弹药库、导弹发射阵地等,削弱其作战实力与潜力。

   · 五是积极创新战法灵活制敌。应灵活运用新方式新手段,抵消对手高超音速武器的自身优势。如通过网电对抗力量干扰对手高超音速武器稳定运行,通过防空反导力量打破或中断对手高超音速控制链与打击链,或是通过非传统、非直接军事行动,包括特种作战、信息作战、心理战等,综合运用政治、经济、外交、舆论、法理等斗争手段,达成综合制衡目的。

  来源:战略前沿技术微信公众号(ID:Tech999),原文来自军事文摘1812期,作者:甘科、陈健。

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