高超聲速飛行即將來臨:美國能否成為領跑者?俄羅斯研發目的何在?

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高超聲速飛行即將來臨——美國能否成為領跑者

[據美國航天網站2016年11月7日報道] 目前,全球處於超聲速和高超聲速飛行復興伊始,並將引發航空航天工業的變革。如果美國希望引領高超聲速技術領域發展,就應當給出穩定的投入和財政撥款。

前美國空軍少將Curtis Bedke表示,航空航天領域在過去的很長一段時間沒有突破性進展,發動機技術及材料技術發展幾乎停滯不前。但突然之間,航空航天領域開始蓬勃發展,新興事物不斷湧現。

眾議院科學、航天和技術委員會委員奈特率先要求美國國家航空航天局(NASA)航空計劃重點研發新一代實驗型飛行器,奈特表示對這些項目的熱情不僅僅在於提升美國的航空產業。美國最後一次有人駕駛高超聲速飛行是1967年的X-15飛行器試驗,飛行速度達到馬赫數6.7。該記錄一直保持了50年之久。21世紀以來,美國開展X-43A和X-51A兩項高超聲速研究項目,但沒有持續下去。從這些飛行試驗中,研究人員獲得了大量的數據,並將這些數據應用到其他載人高超聲速飛行器項目中,並繼續推進項目的發展。

奈特指出,從紐約飛往洛杉磯的時間與30年前的飛行時間幾乎相同,都是4.5小時左右。由於超聲速飛機產生巨大的音爆,被禁止在陸地上空飛行。自「協和」客機退役以來,再也沒有超音速客機服役。2016年2月,NASA授予洛馬公司一份實驗性超音速飛機合同,驗證可顯著降低超聲速飛行產生音爆水平的技術。若該項目成功,超聲速飛行器飛行禁令將得以解除。

NASA也在探索多種提高亞聲速飛機效率,降低其對環境影響的方法。工程師們在試驗多種融合機翼和其他創新方案。NASA阿姆斯特朗飛行研究中心主任McBride表示,人們需要更高的速度,雜訊水平較低的超聲速飛行器將具有一定的市場。

眾議院主席Smith承認,國會撥款不足影響了這些項目的順利進行。Bedke表示,開展這些項目刻不容緩。高超聲速載人飛行一定會實現,但首先實現的國家不一定是美國。美國需努力成為首先實現高超聲速技術的國家,美國必須投入充足的資金,確保高超聲速技術項目的延續性,無論其成功還是失敗。

(來源:國防科技信息網,編譯:中國航天系統科學與工程研究院 特日格樂 張連慶)


俄羅斯將擁有高超音速武器,目的何在?俄羅斯導彈將以超過6000公里/時的速度飛行。新技術的設計將使用戰略導彈裝置「亞爾斯」(Yars)和「邊界」(Rubezh)的彈頭所使用的系統。

俄羅斯「戰術導彈武器」集團股份公司總經理鮑里斯·奧布諾索夫(Boris Obnosov)宣布,該公司2020年代初將研製出能以高超音速(超過6125公里/時)摧毀目標的武器。目前該公司正在就這一問題與俄羅斯科學院的科學家以及俄羅斯軍工委員會下屬遠景研究基金會進行合作。

目前俄羅斯掌握哪些技術

塔斯社軍事專家維克托·利托夫金(Viktor Litovkin)接受《透視俄羅斯》採訪時說,俄羅斯導彈裝置的部分構件目前就能在飛向目標的過程中加速到高超音速。他說:「這就是『亞爾斯』和『邊界』戰略導彈的彈頭,它們在飛行的最末階段開始以高超音速機動,以突破導彈防禦系統。伊斯坎德爾-M戰役戰術導彈的彈頭也有這一能力。」不過,這位專家指出,俄羅斯目前還沒有能在整個飛行過程中保持高超音速的導彈。

設計難點

《透視俄羅斯》在俄軍工企業的消息人士表示,設計新武器的關鍵難點不僅是能長時間推動高超音速度的發動機,還有新導彈的控制系統。這位人士說:「當物體速度超過5馬赫(超過6125公里/時)時,其周圍會形成一層無線電波無法穿過的等離子云。因此,一旦導彈在飛行中偏離軌跡或者發生其他問題,操控者目前還無法進行遙控修正。」他說,早在蘇聯時期就有了高超音速武器領域的技術基礎與設計。不過蘇聯解體後,所有研究工作上世紀九十年代已停止,國家不久前才開始撥款設計這種新武器。 在高超音速武器領域獲得最大成就的是美國人。這位分析人士說:「美國已成功研製出Х-51乘波者(Waverider)航天飛行器,在四分鐘時間內保持了6250公里/時的速度。但這僅是一次性的實驗結果,並且導彈未攜帶戰鬥部、制導系統和其他系統。攜帶全部『加重』後如何飛行,目前還不得而知。」 「戰術導彈武器」集團股份公司 2002年在專業生產高速航空導彈的32家企業的基礎成立。公司還生產KAB-500Kr型航空制導炸彈、魚雷武器(Shkval-E項目)、防空系統導彈、導彈與航天設備、無線電電子武器等。公司100%的股份歸俄聯邦國有財產管理局所有。

「戰術導彈武器」公司是2015年實現收入同比增長的唯一一家俄羅斯國防企業。美國防務新聞網(Defense News)排行榜將其列為全球百大武器供應商中的七家俄羅斯公司之一。公司2015年的利潤為24億美元,居排行榜第37位。

(來源:透視俄羅斯)


俄羅斯研發高超音速武器目的何在

據俄媒體報道,10月25日,俄羅斯成功進行了由RS-18洲際彈道導彈搭載的Yu-71高超音速滑翔式飛行器的飛行測試。此次測試,屬於俄自2007年開始的高超音速滑翔式飛行器研發計劃內容。

高超音速滑翔式飛行器具有廣闊的軍事應用前景,可作為高超音速武器,其中具有代表性的是美國「先進高超聲速武器(AHW)」。今年9月,美國國防部高級研究計劃局(DARPA)授予洛克希德·馬丁公司1.47億美元的合同,用於研發戰術級高超聲速助推滑翔式導彈的演示驗證樣機。目前,在高超音速武器領域,美國、俄羅斯基本上處於同樣階段和水平。

全球快速打擊武器被俄視作國家安全最嚴重的威脅之一

高超音速武器作為戰略前沿技術,因美國實施的旨在「一小時打遍全球」的「全球快速打擊」計劃和作戰構想而備受矚目。當前,高超音速武器主要有「高超音速助推滑翔式飛行器」和「高超音速吸氣式巡航導彈」兩種技術路線,前者的技術難度相對較小,研發進度也略領先。

高超音速滑翔式飛行器主要搭載非核戰鬥部,飛行速度可達9~10馬赫,若由洲際彈道導彈搭載,可執行全球快速打擊任務。高超音速武器是非對稱的打擊和威懾手段。按照全球快速打擊作戰構想,在下定作戰決心後,高超音速武器能夠在短短几十分鐘內,打擊地球上任意點目標。高超音速武器具備超高飛行速度和高打擊精度,甚至可以不攜帶戰鬥部,因為其超高飛行速度所具有的動能足以將目標直接摧毀,適合對國家軍政核心層、恐怖主義和極端主義組織首腦、戰略核設施、軍事指揮中心、通訊和網路節點、防空反導系統、交通運輸樞紐等重要的政治、軍事、經濟目標,實施先發制人打擊。

全球快速打擊與導彈防禦系統、戰術核武器一道,被俄羅斯視作其國家安全和軍事安全最嚴重的威脅。俄總統普京多次稱,全球快速打擊計劃破壞了俄美間的戰略平衡,並對全球軍事和政治格局帶來嚴重的負面影響,如果在地緣政治危機中使用全球快速打擊武器,即使其攜帶的是非核戰鬥部,俄也會將其視作戰略進攻性武器。

俄羅斯高超音速武器的研發和列裝進度將會很快

俄羅斯發展高超音速武器不存在技術障礙。俄繼承了蘇聯在火箭、高超音速飛行器動力學、導航與制導、航天材料等方面雄厚的技術儲備,且高超音速滑翔式飛行器的技術路線已被驗證為技術上完全是可行的。實際上,蘇聯早在1983年就啟動了高超音速滑翔式飛行器項目,當時旨在應對美國研發的導彈防禦系統。蘇聯解體後,項目一度被擱置。2001年,美國單方面退出《反導條約》,加快發展和部署導彈防禦系統,旨在打破美俄之間的軍事戰略平衡,維持其超級大國和軍事霸權地位,在此背景下,俄重啟相關項目,但因經濟、政治等多種原因,項目早期的研發進展不快,少數幾次測試飛行也以失敗告終。

根據目前的情況看,俄高超音速武器的研發和列裝進度將會很快。俄沒有採用為彈道導彈換裝非核彈頭的發展路線,如美國設想的為「三叉戟」潛射彈道導彈換裝非核彈頭的全球快速打擊方案,儘管這種方案比較簡易快捷。

俄軍認為,依據現有技術水平,戰略預警系統在探測到彈道導彈發射後,無法區分其搭載的是核彈頭還是非核彈頭,被打擊的核國家不會等到彈頭落地才作出核反擊的決定,還可能造成核大國誤判,進而導致災難性後果,因此,使用這種彈道導彈發動的非核打擊與核打擊無異。另一方面,此次測試的成功也給予俄羅斯信心,俄專家預測,如果後續研發進展順利的話,未來10年內將有高超音速滑翔式打擊武器的型號列裝。

俄羅斯加速研發高超音速武器以應對日益嚴峻的外部軍事威脅。北約持續東擴,美國在波蘭、羅馬尼亞部署導彈防禦系統,對俄國家和軍事安全構成了嚴重威脅,與喬治亞、烏克蘭、波羅的海三國的矛盾和衝突,使得俄地緣政治環境急劇惡化。全球快速打擊計劃已實施多年,在奧巴馬任期內得到加速,俄羅斯認為,作為其國家和軍事安全支柱的戰略核力量承受著被先發制人打擊摧毀的危險。

自2014年克里米亞和烏克蘭東部地區問題爆發以來,俄羅斯與西方事實上已經處於全面對抗狀態,雙方不斷調整兵力部署,在波羅的海和黑海方向上兵力集群對峙,在外交場合相互指責,在金融和經濟領域開展制裁與反制裁。抗議和警告無法打消獲取軍事優勢的企圖,畢竟軍事安全是國家首要的安全需求。上述戰略考量和安全威脅的存在,使俄羅斯高超音速武器項目具備了強勁的需求動力。

研發高超音速武器是俄「非核遏制」軍事戰略指導思想的體現。俄軍事戰略是以「核遏制」為核心和基礎的「戰略遏制」,戰略遏制的目的是防止侵略,其中,核遏制被置於最高優先權,這是俄基於自身實力和國際力量對比的現實選擇。

但俄羅斯也認識到,在防止國家外部爆發武裝衝突上,核遏制不總是有效,而在防止由分裂主義、恐怖主義、極端主義等引發的國內武裝衝突中,核遏制更是完全無效。基於這種考慮,在俄新版《軍事學說》中,提高了非核遏制在戰略遏制中的地位和作用。所謂非核遏制,是指國家為實施非核遏制活動,在外交政策、科學研究、軍事科技等領域,採取研發、製造、展示等多種措施的總和,其中包括通過研發、測試、演習中使用「非核遏制」的武器和技術裝備,展示「非核遏制」能力。

高超音速打擊被俄視作未來戰爭首要作戰樣式

作為武器系統,高超音速武器具備很高的實戰價值,它首先是一種戰略打擊手段。高超音速武器若部署在俄遼闊國土的不同戰略方向上,其打擊範圍足以覆蓋位於歐洲大陸的北約成員國全境,以及中東、中亞、西太平洋等地區,乃至阿拉斯加、關島等地,可對美國及其盟國的重要軍事基地、導彈防禦系統設施、作戰指揮中心等重要的軍政目標構成直接威脅。

作為一種非核打擊手段,相比戰略火箭兵裝備的「白楊-M」「亞爾斯」「撒旦」等戰略導彈系統,高超音速武器的戰鬥使用門檻要低得多,也因此具備更真實和現實的戰略威懾能力。尤其值得一提的是,根據俄「核常兼備」的傳統武器設計理念,俄高超音速武器很可能也可以搭載核戰鬥部。

高超音速武器可彌補俄在遠程快速非核打擊能力上的不足。目前,俄遠程快速打擊任務由戰略核力量承擔,主要包括:陸上固定發射井內的洲際彈道導彈、陸基機動型彈道導彈、核動力潛艇搭載的潛射彈道導彈、戰略轟炸機搭載的空射巡航導彈等。其中,彈道導彈的種類型號和數量多、威力大、性能先進、戰備水平高,但僅搭載核彈頭,主要用於實施戰略核威懾。戰略轟炸機雖然可搭載和發射多種武器,且其空射巡航導彈可搭載核與非核戰鬥部,也可以搭載高超音速武器,但戰略轟炸機在隱身性能、突防能力、戰備水平、飛行速度等方面,不能滿足遠程快速打擊要求,當前的作戰使用主要是戰役和戰鬥層面上的火力打擊和戰場支援。

據此預測,俄軍高超音速武器首先將是陸基型號,並主要裝備空天軍,執行遠程快速非核打擊任務,與同樣執行此類任務、並主要裝備陸軍集團軍的「伊斯坎德爾」導彈系統相比,其打擊距離更遠、打擊時間更短,並與S-400、S-500等防空反導系統相結合,空天攻防體系更完備。若發展出相應的海基型號,並由「圓錘」潛射彈道導彈搭載,威懾和打擊能力將更加強大。未來,俄羅斯將構建陸、海、空「三位一體」高超音速打擊體系。

俄軍認為,高超音速武器是未來空天作戰的主要武器。「先敵打擊、先敵摧毀」始終是戰爭獲勝的基本條件,這一原則在未來戰爭中也不會發生改變。未來戰爭爆發後,首先將實施大規模空天戰役,爭奪制天權和制空權,保護本國戰略核力量目標免受敵方遠程精確打擊,同時,先敵對其重要目標實施遠程精確打擊。迅猛發展的軍事科技和不斷深入的軍事理論研究表明,未來戰爭中的空天行動將是一體化的。據此判斷,俄軍整合了空天作戰力量,加快構建空天防禦體系,加速研發新型武器裝備。S-400、S-500等防空反導系統陸續服役。2011年,俄軍成立了一個新兵種——空天防禦兵。2015年,俄空軍、航天兵和空天防禦兵合併為空天軍,同年9月,俄羅斯出兵敘利亞,空天軍展現了很高的戰鬥技能和作戰效率。

應指出的是,實施高超音速打擊要承擔戰爭升級的風險。現代戰爭條件下,在戰略威懾和打擊手段上,核或非核的區別已經模糊了。使用高超音速武器對敵方關鍵目標實施非核打擊,目的是使敵方妥協以儘快結束衝突,從這個角度看,高超音速打擊被視作降低戰爭成本的作戰樣式。但是,對於強大對手,尤其是有核武器的國家,關鍵目標往往也是戰略核力量體系的重要組成部分,若其遭受打擊或對手感到相關目標遭受打擊不可避免,不排除對手會率先實施高超音速打擊,甚至實施核反擊。因此,高超音速打擊與核打擊在效果上不存在顯著區別。而對於恐怖主義、極端主義、分裂主義組織等非國家性質的主體,其危害根源是在思想和認知層面,各種物理打擊乃至消滅,實質上都不能將其徹底根除。

(來源:中國青年報,作者:李大鵬 海軍工程大學)


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