让梦想从这里开始

因为有了梦想,我们才能拥有奋斗的目标,而这些目标凝结成希望的萌芽,在汗水与泪水浇灌下,绽放成功之花。

据路透社7月13日报道,美国空军已成功于本月初成功试射了两枚由洛克希德-马丁公司(下文简称“洛马公司”)研发的高超音速导弹,其中就包括AGM-183A高超音速导弹。这是该型导弹历经至少3次失败后为数不多的成功试射,也多少能代表美军研发该领域武器现状的缩影。

12年前,美国曾于2010年5月首次成功试射X-51“驭波者”高超音速试验飞行器,曾是世界上最早研发高超音速武器的国家。不过,根据一些西方权威军事分析人士的评估以及五角大楼的说法,现在美国在高超音速武器领域的技术水平至少落后俄罗斯约5至8年的时间。

但需要警惕的是,美国并不会甘于目前的“落后”局面,在推进美军各军种的高超音速武器发展的同时,美军也在积极研究反制这种武器的手段。

本文转载自微信公众号“参考消息”(ID:ckxxwx),原文首发于2022年7月21日,原标题为《从“世界领先”到“落后俄罗斯”:简析美军高超音速武器现状》。

1何为“高超音速导弹”,分类有哪些?

在开始介绍前,我们需要先了解下什么是“高超音速飞行器”,它的定义是:能以超过5马赫(即5倍音速,约合时速6125.4千米)的速度飞行的飞行器。

高超音速飞行器以速度快、航程远、很难被敌方拦截、作战反应时间短等独特优势被西方军事专家称为“继螺旋桨、喷气发动机之后,人类航空史上的第三次革命性成果”,目前包括高超音速导弹、高超音速飞机和空天飞机等,本文主要涉及的是高超音速导弹。

目前狭义上的高超音速导弹指“以对地打击为主要任务,主要在大气层内飞行,最大飞行速度超过5马赫、可实施大幅度机动”的导弹。

现有的高超音速导弹主要分为两类,一类为“助推滑翔型”(下文简称“滑翔型”),这类导弹通常由助推器和滑翔器两部分组成,助推器通常为火箭发动机,在加速到一定速度和高度后,助推器分离,之后会释放无动力的滑翔器,滑翔器内置制导系统、姿态和弹道控制装置和战斗部。

这类导弹的射程和助推器的最大速度相关,最大速度越高,射程越远,例如美国“国防部高级研究计划局”(DARPA)曾于2010年至2011年试飞的由洛马公司研发的“猎鹰”HTV-2滑翔器就曾达到过20马赫的飞行速度,这种滑翔器就具备洲际打击能力,美军原计划用其在两小时内可打击1.6万千米外的目标。

另一类为“吸气式超燃冲压型”(下文简称“吸气式”),这类导弹会先由助推器将其加速到一定速度和高度后,助推器分离,导弹再启动超燃冲压发动机以高超音速飞向目标。这类导弹由于还需要解决超燃冲压发动机的技术问题,研发难度要高于“滑翔型”,但由于这类导弹采用一体化设计,尺寸要小于“滑翔型”,更适合战斗机和轰炸机挂载,是未来高超音速导弹的理想发展方向。

美国最早于20世纪60年代就提出了研发太空飞机的概念,当时就已涉及高超音速飞行相关的研究。20世纪90年代,美国国家航空航天局(NASA)就启动了代号“超-X”的无人高超音速飞行器研发项目,后来的产物就是NASA曾于2004年11月16日试射成功的X-43高超音速验证飞行器。

该飞行器就属于“吸气式”,其由波音公司研发,在当天创造了9.7马赫的目前人造飞行器的最快速度纪录,并获得了吉尼斯世界纪录的认证。然而,美空军当时并未考虑在X-43基础上继续研发实用型的高超音速导弹,因为他们还拥有在技术层面上更先进的产品。

2曾经“领先世界”的X-51A“驭波者”

X-43创造最快飞行纪录仅仅一年后,“美空军研究实验所”(AFRL)与DARPA就于2005年9月联合推出了代号“驭波者”的X-51A高超音速试验飞行器。

X-51A的相关项目实际早在20世纪90年代就已启动,AFRL当时与世界著名的航空发动机“巨头”普拉特·惠特尼公司联合研发了一种采用碳氢燃料的SJY61超燃冲压发动机,这种新型燃料可为发动机提供更好的耐热稳定性以及抗爆能力。

除了采用先进发动机外,X-51A还有一独特技术是机身采用了“乘波体设计”,即飞行器在高超音速飞行时产生的激波前缘平面与机身上的表面重合,就像X-51A能“骑”在激波的波面上一样,依靠激波来为机体提供压缩升力,其“驭波者”的绰号也是由此而来。X-51A的原型机建造工作则交由波音公司负责。

在2010年至2013年间,美空军共进行了4次X-51A试飞,其中两次成功,两次失败。在2013年5月进行的最后一次试飞中,X-51A在火箭助推器的助飞下达到4.8马赫后,成功点燃了自身的超燃冲压发动机,并首次创造了“以5.1马赫速度持续飞行240秒”的最长吸气式高超音速世界飞行纪录,飞行距离则超过了230海里(约合426千米),在当时无疑是“领先世界”级别的水平。

美空军曾计划在X-51A基础上发展具备“一小时内全球快速打击”能力的高超音速巡航导弹,但在为该项目投入了9.28亿美元后,美空军最终于2020年2月10日宣布决定放弃研发X-51A项目,理由包括“该原型机采用的相关技术尚不完善等。美空军计划将更多资源和精力集中到AGM-183A ARRW项目和HAWC项目上来,因为后两个项目能在更短时间内形成战斗力”。

那么这两者后来真的像美空军期望的那样研发顺利么?

3美空军:“箭”七射仅两中,“鹰”则进展迅速

AGM-183A“空射快速反应武器”(英文缩写为ARRW,读音与Arrow相近,下文简称“箭”)由洛马公司旗下著名的“臭鼬工厂”(曾研发F-117隐身攻击机等)研发,类型属于上文提到的“滑翔型”,由载机挂载飞行至1.5万米高空后投放,采用空射固体助推火箭对弹体进行加速,到达一定速度后,弹体头部整流罩以及助推器分离,释放出滑翔体继续以超过5马赫的速度滑翔飞向目标,滑翔体尺寸较小,内部仅装150磅(约合68千克)战斗部,可在弹道末端进行非规则规避机动,增强敌方反导系统拦截难度,最大射程超过1600千米。

美空军计划未来包括F-15EX战斗机、B-52H、B-1B战略轰炸机、B-2以及仍在研发中的B-21隐身轰炸机在内的多种主力战机能用这款“利箭”导弹打击敌军纵深高价值目标和“时间敏感目标”。

美空军对“箭”项目可谓是给予厚望,连时任美国总统的特朗普都曾在2020年5月15日举行的白宫记者会上称其为“超级无敌导弹”,还口误称“这种导弹能以17马赫飞行,很难被敌方拦截”,但结果是“理想很丰满,现实很骨感”。

据美空军公开资料,自2020年12月至今年7月,美空军共进行了7次“箭”试射,前5次是连续失败:2020年12月发射取消,2021年年初发射取消,2021年4月5日载机释放失败,2021年7月28日助推器点火失败,2021年12月15日载机释放失败,其中不是“载机释放失败”,就是“助推器点火失败”这种低级失误,连美空军都感觉颜面有点挂不住了。

直到第6次试射,也就是今年5月14日,美空军一架B-52H轰炸机才在南加州海岸的穆古海上靶场“成功放‘箭’”,导弹在与载机分离后,“箭”助推器成功点燃,助推器的燃烧时间达到了预期,跨过了5马赫的高超音速“门槛”。

第7次试射则于7月12日成功进行,结果也取得成功。虽然靠后两次勉强挽回一些面子,美空军一方面明确表示不会放弃“箭”项目,但另一方面已决定将重心转移到成功率更高一些的“鹰”上面了,最明显的标志就是对后者的拨款增加了,美政府此前曾公开称将向后者拨款150亿美元用于研发。

“高超音速吸气式武器概念”(英文缩写HAWC,读音与Hawk相同,下文简称“鹰”)项目实际隶属于DARPA,但美空军也重点参与,该项目也由洛马公司的“臭鼬工厂”主导,与“箭”不同,“鹰”属于空射型“吸气式”高超音速导弹,这意味着它能在技术方面继承已下马的X-51A所积攒的宝贵经验,尽管从技术研发角度,“吸气式”的难度要高于“滑翔型”,但美国在前者上积累的经验较为丰富。

实际上就在X-51A于2013年完成最后一次试射的一年后,DARPA于2014年牵头启动了“鹰”项目,并于2016年与洛马公司签订了研发合同,内容是研发一种采用超燃冲压发动机的“吸气式”高超音速导弹,可以使用碳氢燃料,最大飞行速度超过6马赫。不难看出,“鹰”的“动力核心”发动机实际就是“师承”X-51A,这意味着“鹰”在相关方面可大大缩短研发周期。

值得一提的是,根据美空军公开资料显示,“鹰”计划采用“纯动能”杀伤方式,将不搭载传统高爆弹头,意味着其最大飞行速度可能还要高于6马赫。另外由于在设计时就考虑要机载发射,DARPA和美空军都要求洛-马要控制“鹰”的弹体尺寸,因此其射程指标在600至1000千米之间。

有X-51A“铺路”,“鹰”的表现的确要好于“箭”,自2020年12月至今年7月,“鹰”至少进行了4次试射,只有第一次因为不明原因卡在载机发射架上发射失败,其余3次均取得成功。而且据DARPA于4月6日公开消息证实,“鹰”在今年3月的飞行试验中创下了高超音速持续性动力飞行的新时间纪录,实现了连续飞行327秒的新纪录,刷新了X-51A于2013年创下的纪录,意味着“鹰”采用的新型发动机的稳定性已有了大幅提升。

由于“鹰”表现出色,DARPA已于今年5月启动了“鹰”的后续研发项目,代号“莫霍克”(MoHAWC),将在现有基础上继续往实用型武器方向发展。

4美陆军:“暗鹰”或成美军首种实用型高超音速导弹

与美空军一波三折的研发进程不同,美陆军的“远程高超音速武器”项目(2021年8月更名为“暗鹰”),进展要顺利很多,该项目也由洛马公司负责。

与空军的“箭”类似,“暗鹰”也属于“滑翔型”导弹,但由于是地对地导弹,尺寸要大于“箭”,配备了一个大型固体火箭助推器,最大射程可达2772千米,在助推器将无动力滑翔体加速至5马赫后,助推器分离,滑翔体会继续以高超音速滑翔至目标,并引爆内置高爆弹头。

按美陆军设想,“暗鹰”将主要用于打击“时敏目标”或敌军纵深要害目标。一个标准的“暗鹰”作战单位将包括4辆双联导弹“运输-起竖-发射车”和1辆指挥车,所有车辆都可由C-130J战术运输机空运,具有较强的全球作战部署能力。

美陆军“暗鹰”的立项时间实际要晚于美空军的“箭”,但后者因为失误不断,直到后期才成功完成试射,“暗鹰”虽然还未进行全系统的首次试射,但已分别对助推器和滑翔器进行了多次分系统测试,结果均获得成功。特别是在2020年3月,曾与美海军一同对“暗鹰”使用的高超音速滑翔器进行了联合试飞,结果获得了再入大气层时达到17马赫最大速度的宝贵数据。上文提到特朗普口误将“箭”的最大速度说成“17马赫”很可能是把“暗鹰”的这一数据“张冠李戴”了。

按计划,美陆军已接收了第一批“暗鹰”的地面设施及配套发射车系统,预计将于今年内进行首次试射,后将于2023年小规模列装部队,届时“暗鹰”或将成为美军首种具备实战能力的高超音速导弹,对最早立项的美空军“箭”项目来说,“暗鹰”的确是有后发制人的节奏。

除“暗鹰”外,美陆军还有一个“备份”的保密高超音速导弹项目被称为“作战火力”(OF)。前文提到7月成功试射的两种洛马公司的高超音速导弹,除了空军的“箭”外,就是美陆军的这个OF导弹。这型导弹于7月14日,在美国新墨西哥州的白沙武器靶场,成功完成了首次试射。之所以称为“备份”项目,是因为美陆军担心“暗鹰”一旦遭遇技术瓶颈,还能有另一个备选可用。

OF的最大特点是大量采用现有技术,它也是一种“滑翔型”导弹,因为OF导弹的第二级直接沿用了“箭”的无动力滑翔器,这无疑得益于两个项目均由同一家公司负责的便利之处,而第一级则换上了新研发的推力可控火箭助推器。连OF导弹专用的发射器都是可与美陆军和海军陆战队的重型后勤卡车兼容的,无需像“暗鹰”一样开发专用导弹发射车,无疑是又能节省大批费用。

5美海军:“常规快速打击武器”项目前景堪忧

 “常规快速打击”(CPS)高超音速武器项目由美海军提出,与空军的“鹰”、陆军的“暗鹰”一样,也是一种“滑翔型”导弹,可由舰载型导弹或者潜射型弹道导弹助推发射,达到一定速度和高度后,释放无动力滑翔器,之后滑翔器以超过5马赫的速度摧毁目标。美海军CPS的计划部署时间为2025年至2028年,首批计划将安装到朱姆沃尔特级隐身驱逐舰和弗吉尼亚级攻击型核潜艇上。

美海军CPS的进展恐怕是目前美三军的高超音速武器项目中处境最为“窘迫”的,自2021年10月至今年6月,只进行了两次试射,结果两次全部失败。目前只知道第一次失败的原因在于CPS原型弹的助推器出了故障,导致导弹无法正常从发射台发射。最新这次还未公开失败相关的具体细节。不过美海军还有一个“备份”方案,就是直接引用美陆军的“暗鹰”导弹,也能进一步减少失败风险。

以上主要介绍了美国三大军种中的5个较具代表性的高超音速武器项目,实际美军还有其他同类项目,包括美澳两国国防部联合研发的“南十字综合飞行研究实验”项目、美空军的“混战”以及美海军的“尖啸之箭”项目等,可见美军对该类武器的需求紧迫性之大,都采用“多管齐下”的研发策略。

根据一些西方权威军事分析人士的评估以及五角大楼的说法,现在美国在高超音速武器领域的技术水平至少落后俄罗斯约5至8年的时间。但需要警惕的是,美国并不会甘于目前的“落后”局面,在推进美军各军种的高超音速武器发展的同时,美军也在积极研究反制这种武器的手段,例如组建“全球监控卫星群”,来追踪高超音速导弹等。相关后续发展,仍值得人们继续关注。

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