一钟头打遍环球,中黄炎子孙民共和国高超音速

作者:www.3983.com

  “21世纪的美国军事霸权,将不再体现为隐身技术,而是高超音速技术,前者是建立在‘敌人不知道你在哪里,就无法阻止你’的逻辑上,而后者则是非常直白的‘速度威慑’,对手即便发现你,也因追不上而无从防御。”这番话出自美国空军前首席科学家马克·路易斯之口。今年2月号美国《国家利益》杂志列出改变未来战争模式的五大“革命性武器”,高超音速武器赫然在列,“它能在数小时乃至1小时内对全球任意目标实施远距离精确打击”。

   陈虎点兵:中国高超音速武器背后的玄机

近日,世界上最大的1144型“纳西莫夫海军上将”号巡洋舰正在俄罗斯北方机械制造厂进行装备升级改造。除了将装备80枚“花岗岩”巡航导弹和96枚S-400防空导弹外,最引人关注的是,此次改造将为这艘重型导弹巡洋舰装备“锆石”高超音速导弹。作为目前俄罗斯国防工业最秘密的武器之一,“锆石”是一种携带高超音速导弹的跨类型导弹,飞行可以超过马赫数4.5。它的安装将使该巡洋舰的防护能力得到巨大提升。

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  近日,俄罗斯前景研究基金会设计小组负责人鲍里斯•萨托夫斯基,在俄罗斯战略火箭军部队称,基金会正在落实数个有关航空弹道高超音速飞行器的科技项目,以确保未来30至40年的全球军事战略平衡。

  超燃冲压发动机是核心

  新华网专稿:网上有报道讲,美国的《华盛顿自由灯塔报》在1月13号做了一个报道,提到美国国务院的一位官员提到,中国在1月9号试验了一个高超音速滑翔载具,网上包括美国媒体报道这个高超音速滑翔载具的时候,具体是什么东西语焉不详,网络上也做了各种各样的解读,都没有说清楚。关于美国的报道,我们的官方媒体也没有证实,我们也不能给事件本身做个评判和证实。但是我们可以从高超音速滑翔载具本身入手,谈谈它到底是什么东西,意义在哪里,是干什么用的。

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美国空军花费10年研制的全新“空天飞机”X-37B。小艾供图

  相应的,美国国会在其通过的2017财年《国防授权法》中,要求导弹防御局制定专门应对正在出现的高超音速导弹威胁的计划,其候选方案不仅包括在中俄周边引起争议的“萨德”反导系统,还有充满科幻色彩的激光炮甚至天基卫星反导系统。

  声波在空气中传播的速度大约是每秒340米,合每小时1224公里。速度高过声波传播的速度称超音速,而高超音速则指其飞行速度超过5倍音速。近年来,由于在技术上的重大突破,高超音速已经从概念和原理探索阶段进入以高超音速导弹和空天飞机等为实物载体的先期技术开发阶段。

  高超音速武器到底是“何方神圣”?

“纳西莫夫海军上将”号巡洋舰

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  1、高超音速武器是什么?

  任何飞行器要想高超音速飞行,超燃冲压发动机是必需的核心设备。超燃冲压发动机是指燃料在超音速气流中进行燃烧的冲压发动机,能产生巨大的动力。它具有结构简单、重量轻、成本低等优势。与火箭发动机相比,超燃冲压发动机无需携带氧化剂。但它不能独立完成从起飞到高超音速飞行的全过程,须用助推方法将其推进到一定速度后才能有效工作,所以,必须搭配起加速作用的火箭或涡喷发动机。但后者携带的大量燃料和氧化剂又会导致飞行器整体超重,这成了致命的难题。目前,只有少数国家能解决这个难题,这些国家的研究人员提出了组合式动力的概念,研制出组合式超燃冲压发动机。

  从美国《华盛顿自由灯塔报》报道来看,高超音速滑翔载具,实际上应该是一个弹道导弹的弹头,和普通的弹头不一样的是,它实际上是一个升力体,可以在导弹弹头的末端通过滑行,使原来的弹道式弹道变成飞航式弹道。举个例子,在此之前,曾经有报道说俄罗斯的一些新型洲际弹道导弹具备弹道飞行段和飞航飞行段两种飞行状态,弹道导弹为何能具备飞航式弹道呢?看了高超音速滑翔载具之后,就可以把这个谜底揭开了。

高超音速导弹是指飞行速度可以达到5倍音速,承担全球实时侦察、快速部署和远程精确打击任务,并可以在未来空天战场作为低成本反卫星手段的先进武器装备。目前世界主要军事大国都在加速高超音速武器的研发步伐,高超音速导弹的列装也势必对未来战争方式产生深刻变革。

空天飞机X-37B飞行效果图。小艾供图

  高超音速武器,是一种将速度提升到数倍超音速、在极短的时间内实现远距离对敌打击的新概念武器。按照美国军方界定,“高超音速”指超过5倍音速(即5马赫)的速度。

  发展高超音速武器还要解决一个“技术痼疾”,那就是隔热。高超音速武器的速度超过6倍音速时,表面温度会超过500摄氏度,这对武器的精确操控和热防护提出严峻挑战。美俄高超音速武器试验就多次出现外壳密封失效、发动机部件烧毁导致的事故。

  高超音速武器的核心秘密是什么?

空天杀手,远程毁伤效能显着 在美国大片《变形金刚2》中,为了对金字塔顶的“大力神”予以致命一击,美军在战舰的前甲板上发射了高超音速导弹。如今,这一科幻大片里的场景正在变成现实。高超音速导弹是高超音速武器的主要分支。高超音速武器主要包括高超音速飞行器和动能武器两大类。高超音速导弹与高超音速飞机和空天飞机都属于高超音速飞行器。动能武器也被称作高超音速射弹武器,其喷射的弹丸速度可以超过5倍音速,甚至不需要装填火药,只靠高速撞击就可以对目标产生摧毁效果。

最近,X-37B首飞的消息引起了媒体的极大关注。据悉,美空天飞机X-37B将于本月19日从佛罗里达州的卡纳维拉尔角升空,在加利福尼亚州着陆,计划在轨道上进行270天无人飞行。X-37B长约8.8米,翼展约4.6米,起飞重量超过5吨,体积只有美现役航天飞机的四分之一。

  5倍音速是个什么概念?

  “需求是最大的技术革命动力。”美国卡内基国际和平基金会专家詹姆斯·阿克顿认为,白宫和五角大楼越来越不喜欢“能看不能用”的核武器,对能快速打击全球的高超音速武器充满热情,“美国空军主导的常规快速全球打击系统(C—PGS)致力于形成远程非核战略体系,专门对付敌方关键目标,从而快速制胜”。

  一般来说,弹道导弹重返大气层之前,会释放出弹头,既可能是单弹头,也可能是分导的多弹头,弹头外面有一个重返大气层的载入器,从原理上来说有点像神舟飞船的返回大气层的东西,要求材料外壳能承受恶劣环境,保护弹头能完成飞行过程。弹头通常来说是一个弹道式飞行的弹头,过去意义上来说,是自由抛物线式的弹头,按照固定弹道来飞行,现在有了高超音速滑翔载具之后,弹头一旦进入大气层,哪怕刚刚进入稀薄大气层,就会产生升力,像滑翔机一样,在大气层内按照飞航式的弹道,完成末端飞行。

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一些空天专家认为,X-37B实际上是一种先进的空天战斗机或空天作战飞行器的雏形,在未来战争中具有极高的军事价值,其作用甚至不亚于核武器。那么X-37B到底怎样,我们通过分析空天飞机的发展过程、关键技术和军事运用来一探究竟。

  声音在大气中传播速度约为340米/秒(1224公里/小时)。高超音速大约1700米/秒(6000公里/小时)以上。如果乘坐高超音速飞行器,从北京飞抵上海至多只需10分钟,从东京到纽约不到两小时,绕地球一圈只需8小时。

  美国投入大成果突出

  高超音速武器最大的意义究竟是什么?

目前美国航天局甚至将高超音速导弹进一步按速度分为高超音速导弹和极高超音速导弹,飞行马赫数在10以上的即被称为极高超音速。高超音速导弹的优势不仅仅是快速,它还能以高速持续飞行较长距离。2014年美国空军研制的超燃冲压飞行器X-51A“波行者”高超音速无人机就以5倍多音速连续飞行了3分钟,创造了高超音速飞行时间的世界纪录。借助于这一高速高航程飞行能力,美国空军正在实现数分钟内在全球范围实施军事打击的战略目标。 作为一款全球瞬时打击武器,目前美国更是提出了将该类武器主要用于打击毁伤“高价值目标”。敌方国家的领导集团、战略指挥中枢、空天飞行器发射平台以及核武器发射基地和国民经济领域的重要设施将作为高超音速导弹的优先打击对象。这些高价值目标一旦遭到毁伤,将对国家的国家实力和整体作战实力产生较大毁伤,从而直接改变战争格局甚至决定战争胜负。未来,可以做到“发现即摧毁”的高超音速导弹将成为全球范围内改变战场态势的重要战略武器。 除了突防能力强,高超音速导弹攻击威力也相当巨大。一枚1.5千克的高超音速导弹撞击的动能就足以使一座桥梁坍塌。目前美国军方更是对高超音速导弹的侵蚀攻击力提出了明确要求,钢筋混凝土要达到钻深6到11米。高超音速导弹飞行高度高、打击速度快、突防能力强,简直“防不胜防”。因而在美国空军的“全球快速打击计划”中,高超音速导弹成为优先研发的重点项目。高超音速导弹也势必凭借这些优势将成为未来空天防御的重大现实威胁。 花开数朵,各国竞相参与研制 可以作为战略武器使用的远程洲际弹道导弹虽然可以打遍全球,但攻击成本较高。依托舰载、艇载发射的短程战术导弹同样需要付出较高代价。为实现“一小时打遍全球”的目标,美国等国正在加速发展成本低廉、速度快、射程远的新型高超音速武器。作为下一代飞行技术,以高超音速导弹为代表的高速飞行装置对速度要求极高,因此需要采用不同于普通航空发动机的新型冲压发动机,这一发动机技术的研发也被称为“第三次动力革命”。在高超音速导弹研制领域,美国仍保持着明显优势。目前美国空军已经投入3亿美元用来研制超燃冲压飞行技术。

世界空天飞机发展概况

  要知道,这个数字还只是高超音速武器的“入门级”速度。

  高超音速武器的研发始于上世纪50年代。时至今日,有近10个国家进行高超音速技术的研究,包括美国、俄罗斯、法国、澳大利亚、德国、英国、印度等,其中美国投入最大,技术成果最突出。

  美国拼命推出的反导系统,要想准备拦截对方的导弹,首先要解决预警的问题,而弹道导弹固定式的弹道,恰好为反应时间留了一个反应余地,因为固定的弹道,只有能准确的测得任何一点的弹道位置和速度位置等参数,就可以推算出整个的弹道,给末端拦截留下了足够的反应时间。而一旦采用滑翔式的载入器,弹头一接触到大气层,弹道马上改变,不是按照固定式的弹道飞行,而是按照一个可控的、飞航式的导弹在飞行,要对这样的弹头进行拦截,就失去了反应时间,从理论上来说呢,如果要达到10倍以上高超音速的载入器,对现有的末端反导系统来说,基本上都属于不可拦截的。因此,高超音速武器最大的意义是有效突破反导系统末端拦截的核心技术。

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空天飞机是指能像普通飞机那样在机场起降,既能在大气层内机动飞行,也能在外层空间飞行的飞行器,是航空航天技术结合的产物。

  目前,中国已经列装的“高超音速武器”要数远程弹道导弹和洲际弹道导弹。按照牛顿的经典力学理论,这两种导弹在发射后会冲出大气层达到第一宇宙速度(7.9公里/秒),相当于23.6马赫,而其弹头在末端突防的时候速度甚至会达到30马赫以上。

  当前,在美国国防部高级研究计划局赞助的高超音速武器项目中,SR—72高超音速飞机最具科幻色彩。由洛克希德·马丁公司“臭鼬工厂”推出的SR—72飞机,飞行速度可达6倍音速。这种被称为“新一代间谍”的飞机可能为无人驾驶飞机,主要被用于执行侦察任务。但是,SR—72也可将飞机上的传感器变换成武器,从而具备一定的攻击能力。 

  高超音速武器会带来哪些附带好处?

目前,美俄两国的高超音速导弹研发处于世界顶尖状态,而法国、德国、印度、日本等国也正在加快高超音速导弹的研制工作。以高超音速导弹为代表的高超音速飞行器具有巨大的发展优势。美国“猎鹰”计划中正在发展的通用航空飞行器采用了无动力和微动力滑翔技术,可以实现5500公里的滑翔距离和2200公里的横向机动能力。美国X-37B空天飞机无论是发射、运行成本还是重复使用率都优于航天飞机,展现出巨大的价格优势。 除高超音速导弹外,美国国防高级研究计划局主导的“高超音速吸气式武器概念”和“战术助推滑翔系统”等项目也在进行此类高速导弹的研制工作,并计划于2018年或2019年进行测试。目前美国已经进行了数项与高超音速武器有关的测试项目,并计划于2020年前列装可在数分钟内穿越美国的高超音速导弹。预计第一种列装的高超音速导弹将携带小型传统弹头,用于在安全距离内攻击目标以进行空天防御。 与美国将高超音速研发重点放在助推-滑翔飞行器上不同,俄罗斯和印度等国目前正集中全力研制高超音速巡航导弹,目前研发的“布拉莫斯”超音速巡航导弹飞行马赫数可达到3,成为世界上飞行速度最快的巡航导弹。目前两国还在合作研制“布拉莫斯”-2高超音速巡航导弹,并计划于2017年进行发射。此外,俄罗斯已宣布开发出新型高超音速导弹燃料,并正在进行P-800高超音速巡航导弹的研制工作。 防不胜防,或将改变战争形态 高超音速导弹又被称为“驭波武器”,其在飞行过程中利用大气激波提供升力,飞行方式就好比“打水漂”,飞行轨迹复杂极难以判断。由于飞行轨迹与瞬时所处位置大气层密度息息相关,敌方的空天防御系统很难进行识别判断,因而成为导弹防御系统的有效“突防”手段。 高超音速导弹是未来作战消费比最高的远程打击工具,不仅可以节约作战兵力,发射与制造成本也得到有效降低。计算表明,由于采用超燃冲压发动机直接吸入空气作为氧化剂,高超音速导弹飞行时比传统运载火箭可减轻氧化剂负重数百吨。而且高超音速导弹主要飞行在6万米的高空,飞行阻力小,采用低阻力外形设计的导弹无须太多燃料就可以维持高空超音速飞行。相比于传统喷气式发动机复杂的内部结构和精密制造的较高要求,高超音速导弹使用的高速飞行发动机,飞行马赫数达到3时空气冲压比可达到37,无须压缩机直接喷注燃料即可工作。这种超燃冲压发动机总体结构简单,组装方便,便于大规模制造与应用。

20世纪80年代,世界上出现了发展空天飞机的热潮,美国提出了国家空天飞机计划,英国提出了“霍托尔”方案,德提出了“桑格尔”空天飞机计划。此外,俄、法、日、印等国也开展了研究,提出了种种方案和设想。但是,受当时航空航天技术水平和经费的限制,研究困难重重,再加上90年代初冷战结束使国际形势发生了根本变化,上述空天飞机计划和方案都没有成为现实。

  未来,除导弹外,我们设想中的高超音速武器还将包括以下3种:

  新一代的间谍飞机融合了速度、高度和隐身优势,因此可以不受地空导弹的威胁。美国专家劳恩·汤普森指出:“新型间谍飞机的特性将会对卫星侦察做出补充。如果美国的侦察卫星失效,那么,新型间谍飞机将会迅速赶往感兴趣的地区,代替卫星进行持续的侦察监视。”

  这样的滑翔式的载入器,会带来一些附带好处:首先,导弹的有效射程可以延伸。飞航式弹道飞行,它的飞行距离比原来自由落体的方式呢要远的多,这就意味着导弹的射程可以大幅度增加。弹还是原来的弹,火箭还是原来的火箭,只要改用这样一个弹头,火箭的射程可以大幅增加,至少理论上是具备这样一种可行性的。这显然是一个很大的好处。

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尽管如此,由于空天飞机在军事领域的巨大价值,20世纪90年代以后,空天飞机的预先研究和技术验证工作节奏在加快、强度在加大,相关关键技术也逐步有了重大突破,美、俄等国对空天飞机的研究兴趣再度升温,新型的X-37B也呼之欲出。

  高超音速侦察飞机

  美国近年来还推出几款“高超音速”飞行器,其中X—51A巡航导弹、X—37B空天飞机和HTV—2“猎鹰”飞行器被视为拉动美国高超音速技术的“三驾马车”,是美国实施“全球快速打击”战略的核心武器系统。先来看X—51A,它已经实现了5至6倍音速的飞行,是迄今最接近成功的高超音速武器项目。X—37B空天飞机,实际上是一种轨道飞行器。美国媒体声称,X—37B超过其他高超音速飞行器,能达到“22倍音速”,但这种速度只能像卫星一样沿着轨道飞行,且不能随意“踩刹车”,否则掉进大气层就会成为靶子。至于“猎鹰”飞行器计划,外界还从未见其真容,只知道它的飞行速度介于X—51A和X—37B之间,其技术还不太成熟。

  高超音速武器为打航母提供了技术可能

目前世界各国都难以做到对高超音速导弹进行有效拦截。由于高超音速导弹多飞行在6万米的高空,除“标准”-3导弹可以对大气层外目标进行有效攻击外,其他地空导弹的最大射高都在3万米左右,无法对飞行中的高超音速导弹进行打击。而高超音速导弹在起飞阶段只有短短90秒,末制导阶段攻击马赫数可以达到6甚至十几。即使在此时拥有了导弹预警能力,地空导弹也难以完成发射准备。俄罗斯C-400地空导弹从接到作战命令到进入发射状态最短也需要5分钟。由于高超音速导弹最后的极速攻击,发射拦截的地空导弹也基本无力招架。目前美国已经计划在2016年试飞新型HX高超音速飞行器,攻击速度可以达到20倍音速。如果此时再进行机动变轨,或使用多弹头技术,目前的导弹防御系统基本上成为“睁眼瞎”,根本无力进行拦截。 可以预见,未来随着高超音速武器技术的不断试验完善,其必将以快速部署、远程精确打击和极强的战略毁伤效果,成为未来战争尤其是一体化空天防御战争的重要“主导者”和战争规则“改变者”。

一是美系列型号高超音速空天飞行器研制齐头并进。美军认为,空天飞机可以在2小时内飞抵全球任何地区,使美军继续保持在实时侦察、远程快速部署和精确打击等方面的优势。因此,在空天飞机研制方面,美更是多路出击。

  一般速度为5~9倍音速,具有很强的突防能力,能在短时间内到达全球任何地点执行攻击、侦察和运输等任务;

  打破“一家独大”局面

  另一个好处是,既然用飞航式的方式来完成,就需要有一个精确定位的问题,就必须要精准的打到哪一点,这样的弹头必须要带一个精确的末制导系统。这样的飞行方式本身,也为精确的末制导系统的使用提供了一种可能性。洲际导弹的弹头在载入段的时候,飞行速度可能在20倍音速以上,这么高的速度重返大气层的时候,弹头和大气层的空气摩擦会产生高温高热,在弹头的外部形成等离子体,会把所有的光电信号都遮蔽住,没法用传统的方式进行末制导,这就像我们看到神舟飞船回收的过程中,会有一个黑障区,一旦进入黑障区,无线电通讯、视频信号都中断了,而现在这种高超音速的滑翔式的载入器,一进入大气层之后,阻力一增加,它会很快的把速度由十几倍、二十几倍的音速降下来,就回避了黑障区,使弹道导弹末端精确制导成为了可能,而且具备了打击动目标的能力。这个意义相当重大,这就意味着它能够有效打击海上的目标,比如说打航母,提供了技术可能性。

二是俄在高超音速技术领域仍处于世界领先地位,其国内有多家机构长期致力于高超音速技术基础理论研究,并在亚/超燃冲压发动机、燃料技术、耐高温材料及一体化设计技术等方面取得了重大突破,并且已经进入了空天飞机飞行验证阶段。当前,由于受财力限制,俄难以像美那样四面出击,只能以高超音速飞机为突破口发展空天飞机。

  高超音速空天飞机

  不久前,美国“华盛顿自由灯塔”网站援引五角大楼官员的话称,中国今年1月9日在境内首次试验10倍音速的高超音速飞行器。

  高超音速武器能用在空天飞机上吗?

三是欧洲国家自研与合作相结合寻求发展。法、英、德等欧洲国家的军事技术实力无法和美相比,比俄也稍逊一筹,因此,自研与合作相结合是其发展空天飞机的主要途径。法国凭借其较为雄厚的航空工业实力,自20世纪60年代以来一直进行着高超音速技术研究。近期,法国自发研制了Chamois超燃冲压发动机,并在6马赫的速度下进行了反复试验。在自研基础上,法国宇航公司与俄合作,力图在发动机技术、燃料冷却结构技术、发动机与机体一体化技术等方面有所突破。

  既可在大气层里飞行,也可在太空中飞行,需要进入太空轨道,因此,其飞行速度必须高于20倍音速;

  美国众议院军事委员会主席霍华德·麦基翁将中国试验的高超音速飞行器称为“WU—14”。他在给国会联合海上力量投送军事委员会主席兰迪·福布斯和战略力量委员会主席马克·罗杰斯的一封信中鼓噪:“他们(指中国)正在高超音速武器领域超越我们!”他表示,此前美国的防空系统号称“铜墙铁壁”,但WU—14的试射说明美国导弹防御系统也可能受到打击,“五角大楼因此要鸣响警钟”。针对一些人的“担心”,中国官方发表声明称,中方在境内按计划进行的科研试验是正常的,这些试验不针对任何国家和特定目标。有媒体评论认为,中国的高超音速飞行器如果研制成功,对世界和平与稳定也是一件好事。“那将打破美国一家独大的局面,实现全球军事力量的均衡发展。”

  从美国媒体的报道来看,主要用在弹道导弹,主要是用在中远程弹道导弹,此前按报道来看呢,俄罗斯的技术是比较领先的,也是用在洲际弹道导弹上。从原理上来说,它还可以用在空天飞机投放的攻击武器上,因为空天飞机在太空中飞行的时候,如果投放的弹药采用的是滑翔式的,可以达到同样的效果。这样的一个高超音速滑翔载具或者说是载入器,对未来打破反导技术的拦截,和未来在战略武器的提高精确精确打击、打击范围、突防能力都有相当重大的意义,从这个角度上来说,这也是未来弹道导弹发展将要广泛采用和需要取得突破的重要技术。

德国的高超音速飞行器研制计划主要集中于近程防空导弹方面。预计其马赫数达7的防空导弹将于2010年服役。德、法还于1997年开始联合开展高超音速技术的应用研究,主要任务是评估2-12马赫速度范围内工作的氢燃料双模超燃冲压发动机。

  高超音速弹药

  俄罗斯出于“防范美国霸权”的考虑,也在积极恢复自己的高超音速武器项目。据俄罗斯《技术与武器》杂志披露,上世纪,苏联和俄罗斯就制定了体系完备的高超音速武器发展规划,而且曾先于美国实现超燃冲压发动机空中点火启动,技术储备异常雄厚。目前,外界知道的俄罗斯最先进的高超音速武器,是GLL—31“射手”高超音速导弹,它是在固体燃料导弹基础上发展而来的。该导弹先由米格—31飞机挂载到高空,当飞机速度达到2倍音速时,“射手”点火发射,由火箭助推发动机提升到8倍音速,之后冲压发动机开始工作,使其速度达到10至12倍音速左右。

  背景资料:

四是亚洲国家日本、印度也积极开展空天飞机相关技术实验。日本的高超音速技术发展很快,1993年,日航空宇宙研究所建成了一座超燃冲压发动机试验台,可进行马赫数4~8、流量40千克/秒的工程性试验,从1994年至1998年共进行了150次大型氢燃料的工程性试验,掌握了点火、推力测量、燃料调节和发动机冷却等关键技术。目前,日正在实施的高超音速飞行器技术项目是两级入轨航天运载器,第一级为高超音速运输机,其飞行速度可达6马赫。

  一般飞行速度为5~6马赫,采用激光制导,命中概率为0.9,命中精度0.3~1米——一旦这种炮弹问世,飞机和坦克的战场生存能力都将面临严酷挑战。

  最近,俄罗斯国防部声称,还有更先进的高超音速武器等待测试,只是考虑到国际安全氛围,需要“视情况而定”。可见,美国要想在高超音速武器领域获得“垄断地位”绝非易事。

  针对日前有媒体报道称中国在境内进行了一次超高速导弹试验一事,国防部新闻事务局在回答记者问询时表示,中方在境内按计划进行的科研试验是正常的,这些试验不针对任何国家和特定目标。

印度国防部启动了命名为AVATAR的小型可重复使用空天飞机计划,AVATAR空天飞机采用涡轮冲压/超燃冲压/火箭组合循环发动机,当它不携带火箭发动机时,可作为一种高超音速飞机,用于对地攻击或侦察,然后返回基地。目前,印有多个实验室正在发展超燃冲压发动机技术,并已取得了较大进展,超声速燃烧效率已经达到了设计值的70%。印还计划投资15亿美元对该系统进行调整,力争到2010年底有重大突破。无论如何,空天飞机要达到实战能力至少还需要10到20年时间。

  2、天下武功,唯快不破

  高超音速武器一旦投入使用,将改变未来的战争方式,一小时内打击全球任何目标的“闪电打击”成为现实。天对地打击、反卫星作战也能实施。同时,天基反导系统、激光武器、粒子束武器等新型武器也将粉墨登场,届时“星球大战”将不再是传说。

  据外媒报道,美国五角大楼官员称,1月9日中国在境内进行了一次超高速导弹试验,这种导弹意在突破现有导弹防御系统。美国媒体称,这款高超声速飞行器标志着中国新型战略核武器和常规导弹发展计划又迈出了重要一步。

空天飞机的关键技术

  无论是比武场上还是战场上,更快的速度总是能取得优势。

  中国WU-14极速武器让日本网友惊叹大难临头

空天飞机能否成功的主要决定因素在于以下关键技术能否取得重大突破。

  由于高超音速武器具有航程远、速度快、结构简单、性能超卓等特点,被称为是继螺旋桨、喷气推进器之后航空史上的第三次革命性成果,在军事上具有极其重要的意义。

  【环球时报综合报道】一条爆炸性的中国“军事秘闻”昨天传遍全球。美国媒体爆料说,1月9日,中国军方首次试验了10倍音速的超级武器,目的是突破美国的导弹防御体系。五角大楼发言人对此予以确认,并再次要求中国军力透明,“避免误判”,美国众议院3名重量级议员随后联名指责中国此举令亚太迅速变成一点就着的“火药桶”。有美国舆论还抱怨道,由于全球制造业和技术向中国转移,“我们又多了一个能打到家门口的‘中国制造’”。

首先是推进技术。经过多年的研究和试验,各国普遍认为超燃冲压发动机是发展高超音速飞行器较为理想的动力装置。研发成熟的该种发动机主要面临两大难题。一是高空高速状态下难以顺利点火和燃烧的问题,即科学家们所说的突破燃烧上的“音障”。二是超燃冲压发动机的缺点是在静止状态下不能自行启动,须用助推方法将其推进到一定速度后才能有效工作,且其低速性能不好。

  无处不至:极大拓展未来战场范围

  “美国一贯是于己有利就大肆宣扬,于己不利便抹黑对手。”一名中国军事专家14日对《环球时报》直言,20倍音速的高超音速武器美军都试验过,战略平衡早被打破,只是美国不情愿别国也加入“全球快速打击俱乐部”而已。大国的战略博弈在于寻求平衡,其必然选择是“对手有,自己也必须要有”。有香港媒体分析说,如若中国这种武器试验成功并部署,某些国家妄图构建反导系统包围中国的小算盘,恐怕就要落空了。

其次是一体化设计技术。空天飞机要跨越亚声速、声速和超声速三个阶段,这对空天飞机的气动性能和推进系统的稳定性要求很高。而空天飞机飞行速度更高和范围更宽,这个问题尤为突出。同时,空天飞机要从稠密大气层冲向稀薄大气层,空气密度变化也很大,由此给空天飞机的设计带来了很大困难,必须采取全面的一体化设计技术。其中,飞行器机体/推进系统的一体化设计是涉及整个空天飞机性能的关键。

  无论是幅员辽阔的大国,还是有着天然地理间隔(比如海洋)的国家,均不能再凭借“距离”享受安全感——只要敌对方拥有了高超音速武器,便可对目标实施远距离高速打击,对象国每一寸国土都可能受到威胁。

  星球大战,中国战胜美国?

第三是材料与结构技术。当空天飞机以高超音速在大气中飞行时,气动加热非常严重。当飞行速度达到8马赫时,飞行器的头锥部位温度可达1800℃,其他部位的温度也将在600℃以上。因此,长寿命、耐高温、抗腐蚀、高强度和低密度的结构材料对于研制空天飞机是非常关键的。如果在材料与结构技术方面不能取得突破,那么就连空天飞机的飞行试验样机都无法制造出来。

  例如,美国在世界大洋上游弋的以航母战斗群为核心的水面舰艇部队在遭遇高超音速远距离武器打击后,将会变得非常脆弱:其装备的标准防御导弹虽然能打击超音速轰炸机等机动目标,却对付不了高超音速飞行器。

  14日被国际媒体纷纷转载的“中国高超音速导弹测试”传闻来自美国“华盛顿自由灯塔”网站,这家媒体近年来以爆料中国“军事秘闻”走红,比较出名的是所谓的几次中国“反卫星”试验。这篇长文援引五角大楼匿名官员的话说,这项高超音速滑翔式导弹载具测试于1月9日进行,五角大楼将试验对象命名为WU-14。美方探测到新型高超音速导弹载具以极高速飞越中国境内。

第四是高超音速空气动力/热力学。空天飞机通常要求尽可能地减轻结构重量,并确定空天飞机上的气动力/热载荷,因此,高超音速空气动力/热力学对于发展空天飞机技术是非常关键的。当空天飞机以高超音速飞行时,会产生很强的激波,激波与附面层之间产生相互干扰,在高超音速气流驻点附近产生极高的温度,能使附近的气体分解和电离,形成相当复杂的混合气体,使得高超音速气流的研究成为非常复杂的问题。

  一旦使用高超音速飞行器发动攻击,即便是用常规弹头,也足以让航母退出战斗。

  高超音速载具似乎是用中国洲际弹道发射的,发射后可以从近地空间向目标以最高10倍音速的速度滑翔机动。文章说,五角大楼发言人杰弗里·普尔向“华盛顿自由灯塔”确认中方进行了这次测试,但拒绝透露详情。普尔称,“我们例行监测外国军事活动,知道这次测试,但我们不讨论外国武器系统情报评估。我们鼓励中国对防务投资和军事目的采取更透明的姿态,以避免误判。”多名五角大楼官员还表示,中国试验的目的是测试能否把导弹打过美国的导弹防御网。

另外,现有的风洞设备还不能较好地模拟高超音速飞行环境,而计算流体力学和飞行试验也都存在着很大的局限性,因此必须一体化地综合运用这三种设计工具。目前,与高超音速空气动力/热力学相关的理论、建模、研究方法、理论计算、程序和验证手段等方面还有许多问题有待深入研究。

  无法拦截:大大提升部队突防能力

  报道引用美国学者的话评论称,高超音速载具测试是一个重大里程碑,是中国发展不对称作战武器的重要组成部分,也被称为北京的“撒手锏”,能让总体实力较弱的中国军队打败总体技术更先进的美军。前美国空军军官马克·斯托克表示,作为中国空间武器的一部分,这款“高超音速飞行载具凸显国防和产业领域航空航天技术的结合”。

第五是燃料技术。高超音速推进系统由于存在极强的热负荷,需要燃料本身在循环过程中对许多部件承担冷却任务(目前正在研究的空天飞机通常采用液氢作燃料和冷却剂),因此需要研制吸热性好、后勤供应方便、能量密度高、可贮存的液体燃料、混合燃料和浆状燃料。

  一般来说,洲际导弹在飞行过程中距离地面的最高点都超过1000公里,且本身的弹道较为固定。在远程警戒雷达和警戒卫星的上下监视下,导弹一旦发射,很快就会被看到,敌方的弹道拦截导弹也时刻待命。

  卡耐基基金会中国战略系统专家罗拉·萨尔曼认为,战略分析规划与技术研究相结合,高超音速和精确制导将是中国加强军力建设的增长领域。美国国际评估战略中心分析师里克·费舍尔说,美国“全球快速打击系统”和中方类似的高超音速武器计划是一种孤立的竞争,造成这种竞争的误解可以通过军控谈判解决,但中国的动作“让现实非常黑暗”。费舍尔称,除开发类似于美国“全球快速打击系统”的武器外,中国还加强战略军事实力,支持其全球力量投射,对美国进行挑战,而且根本不愿进行磋商和加强军控。

空天飞机对未来战争的影响

  高超音速武器的飞行弹道顶点高度只有100-200公里,并以10马赫速度在100公里高度上飞行,其速度和距离不亚于洲际导弹;并且,其飞行方式更加灵活,甚至能在大气层边缘变向“蛙跳”。

  类似的批评声在美国国会如期而至。众议院军事委员会主席霍华德·麦基翁以及海上力量投送军事委员会主席兰迪·福布斯和战略力量委员会主席马克·罗杰斯14日联名声明对中国超音速导弹实验表示担忧。声明说,一次次缩减防务开支令美国军事优势受重挫,与此同时中国和其他对手和美国军事力量越来越接近,在某些情况下,比如这次,他们似乎“正超越我们”。

研发空天飞机需投入大量资金,需解决诸多技术难题,为何美等发达国家对此还趋之若鹜?原因是不言而喻的。

  因此,现有弹道导弹拦截系统几乎无法应对高超音速武器攻击。

  声明抱怨过去30年美国一直犹豫不决,军队装备更新一拖再拖,用的都是里根时代的老本。声明称,亚太地区正迅速变成一个“火药桶”,这种态势无助于太平洋地区的和平共处。如果允许不遵守贸易自由和开放的国家获得对美国及盟友的战略优势,结果只能离“点着导火索”越来越近。

军事专家普遍认为:空天飞机的出现及大量运用将对未来战争产生深刻的影响,未来战争将面貌一新。一是拓展传统作战空间。由于空天飞机具备现有航空飞行器所不可比拟的速度优势,在有高超音速参战的未来战争中,作战地幅将大大缩小。例如,速度为6马赫的高超音速飞行器,能在6小时内环绕地球一周,能够在2小时内打击地球表面任何一个目标。

  一旦高超音速武器从30公里高空冲下来,几秒钟就能到眼前,将使很多拦截武器“自废武功”,从而大大增强了突破敌方防御、命中目标的能力。

  转载中国武器试验传闻的日本《外交学者》杂志网站有不少人留言。网友“石原”抱怨中国的高超音速导弹让日本面临严重危险,美国使日本面对中国的高超音速导弹无能为力,而“大难临头,美国不会管我们的”。

更重要的是,专家预测21世纪作战空间将延伸至太空,谁占据了太空,谁就占领了未来军事的制高点。空天飞机可以跨大气层飞行,进一步拓展传统作战空间。它不仅可以承担高超音速飞机的所有任务,同时还可以对航天发射和空间作战产生重大影响。例如,它可以作为天基监视和侦察、通信系统平台支援作战,还可以作为反卫星武器平台,直接参与作战,迅速击毁敌方卫星或航天器。可以作为战时的空间指挥平台,空天飞机能像空间站那样在轨道长期停留,它可配备先进的指挥控制系统,一旦战时需要,可以直接承担起空间作战指挥控制任务。

  “斩首行动”:具有更高精确作战效能

  “中国总是出人意料!”德国“战争资讯”网站说,中国在军事领域总是“一鸣惊人”,此前有关中国高超音速武器的资讯几乎没有。这是中国武器研发和生产的巨大进步,但对华盛顿来说却是“冰冷的事实”,给五角大楼敲响了警钟。它映射出中国的世界大国地位和世界权力的重新分布。文章说,到目前为止,美国可能觉得自己的国内领土受到安全性的影响,所以非常关注。

在作战保障方面,空天飞机可以较低的费用进行发射,快速部署小卫星群和回收卫星,并可对在轨航天器进行维修。

  得益于速度优势,高超音速武器给予对手反应和预警的时间极短,因此具有更高的精确作战效能,可实施“斩首行动”。

  此前,美国防空系统被称为空中的“铜墙铁壁”。现在,WU-14导弹的试射说明美国导弹防御系统也可能受到打击。中国可以重新定义规则。这并不是中国第一次让美国震惊。2012年中国航母杀手东风21D令美国刮目相看。英国《每日星报》14日以“星球大战:中国打败美国”为题称,这款太空武器速度10倍于音速,因此北京到华盛顿之间的距离被缩短至不到45分钟,华盛顿十分担忧。由于配备了尖端雷达系统,它可以打到地球的任何一点。

二是空袭和地防不对称发展更加明显。现代战争中,隐身飞机、精确制导武器的应用已使空中突防和地面防空呈现不对称发展趋势,对敌防空系统关节点实施点穴式精确打击,短时间内就可使敌苦心经营的防空系统分崩离析,而空天飞机若应用于战争将使得这种不对称性继续加剧。高空天飞机的飞行速度将使得防空系统的拦截概率因反应时间太短而大幅度下降,并可有效地制约预警系统和地面防空武器系统整体功能的发挥。

  1998年,位于阿拉伯海上的美国舰队发射战斧巡航导弹,攻击1700公里外的阿富汗拉登营地。由于战斧巡航导弹时速只有700多公里,2小时后导弹飞达时,拉登早就离开了。

  一名中国军事专家直言,20倍音速的高超音速武器美军都试验过,战略平衡早被打破,只是美国不情愿别国也加入“全球快速打击俱乐部”而已。大国的战略博弈在于寻求平衡,其必然选择是“对手有,自己也必须要有”。

例如,当巡航导弹以4马赫的速度在2.4万米以上的高空高速飞行时,俄SA-10和SA-12防空导弹的拦截概率为0.3,升至6马赫时,拦截概率只有0.01,空天飞机还对美斥巨资技术打造的弹道导弹防御系统构成了严重挑战。可见,空天飞机的出现将使防空作战面临更加严峻的考验。

  如果使用超音速巡航导弹X-51“冲浪者”,只需20分钟就能炸到拉登营地,拉登一定跑不了。

  全球打击之利器:高超音速武器

三是大幅提高武器作战效能。空天飞机具有的速度优势不仅能通过热辐射和冲击波造成毁伤,而且其直接命中目标后巨大动能释放的能量可轻而易举地破坏目标的内部结构。比如只有1.5公斤重的高超音速炮弹,其威力足以使一座桥梁顷刻解体。

  当前也存在一些缺陷

  日前,美空军完成了对未来10年的“技术展望”文件,声称此前仅存在于好莱坞科幻电影中的许多技术,在不久的将来都会成为现实,其中就包括高超音速武器。高超音速武器航程远、速度快、性能超卓,被军事专家称为继螺旋桨、喷气推进之后航空史上的第三次革命性成果,将对未来的战争产生巨大的影响。

可以预言,随着相关技术的进一步发展与突破,空天飞机时代不久将会到来。空天飞机在军事上的广泛应用,将谱写未来战争的新篇章。

  由于末端进攻速度太快,面临着末端控制的难题——在高速情况下,很容易造成“差之毫厘失之千里”的后果,稍有差池就无法实现精确打击。

  近日,印度计划研发最高速度达到6000公里/小时的高超音速巡航导弹,以提高其空中快速打击能力。该高超音速巡航导弹的设计射程约为300公里,具备较高的目标突防能力。印度海军希望到2016年为其隐身导弹驱逐舰装备高超音速巡航导弹。

  举个例子,在5马赫速度以上,遥测和控制系统已经非常复杂,如果还要求它能准确命中目标,好比要求一个人驾驶车辆以200公里的速度行驶,同时要看清并摘取周围郁郁葱葱的众多树木上某一片枯黄的树叶。

  此前,美国成功发射了一枚“人牛怪IV型”运载火箭,上面携带美国国防高级研究计划局研发的HTV-2(The Hypersonic Test Vehicle-2)高超音速无人机。HTV-2在升空后加速到20倍音速(约每小时2.4万公里),用了不到半小时的时间就飞到了离发射基地有7600公里之远的预定目的地。HTV-2是美国“全球快速打击系统”计划的重要组成部分,它的成功发射标志着高超音速武器研制进入了一个全新的发展阶段。高超音速武器迅速步入人们视野。

  难度有多大,可想而知。

  高超音速武器备受青睐

  此外,冲压发动机的动力难题、高空高速飞行的材料要求、高速飞行下的精准控制,都是当前高超音速武器需要解决的问题。

  高超音速武器是指以超高音速飞行技术为基础、飞行速度超过5倍音速的武器。自20世纪50年代末开始探索超音速燃烧冲压发动机技术以来,美国、俄罗斯、德国和澳大利亚等国在20世纪90年代初陆续取得了技术上的重大突破,并相继进行了地面试验和飞行试验。试验表明高超音速技术已经从概念和原理探索和基础研究阶段,进入以某种高超音速飞行器为应用背景的先期技术开发阶段。

  3、美军:将在2020年前掌握该武器

  冷战期间,美国曾提出多个高超音速飞行器的发展计划,如超燃冲压发动机导弹和国家“空天飞机”计划等,都中途夭折,但在关键技术方面还是取得一系列重大突破,从而为实际飞行器的工程设计奠定了坚实的技术基础。1996年,美国对高超音速飞行器的发展进行调整,降低近期的发展目标,确立分阶段逐步发展的思路,选择以巡航导弹为突破口,而后转入其他飞行器与天地往返运输系统。

  美国在高超音速武器研发方面具有强大的优势。目前,美国研制的高超音速项目主要有:

  目前,高超音速巡航导弹已进入工程研制阶段,美国正在实施多项研究计划,目标是研制速度6—8马赫、射程1200千米左右的高超音速巡航导弹。同时,以高超音速飞机等为应用背景的高超音速系列飞行试验研究也在进行中,如X-51A“驭波者”高超声速无人机。

  长7.92米,重1.8吨,可由B-52轰炸机、多功能战斗机和潜艇发射,速度达到10马赫左右,射程高达6000公里,发射时间需5分钟,2013年5月成功试射。

  俄罗斯在高超音速技术领域也处于世界领先地位。俄早已拥有“白蛉”“宝石”等多种冲压发动机推进的导弹,它们为高超音速研究奠定了坚实的基础。目前,俄罗斯高超音速技术已进入飞行验证阶段,正在研究更接近于实际的飞行器布局。此外,俄罗斯还正在研制“下一代发射技术”高超音速试验飞行器,该飞行器采用氢燃料超燃冲压发动机,飞行马赫数达6—14马赫,已进行了大量的地面试验和风洞试验。

  长9米,翼展4.57米,重量5吨,可携带4至5吨左右的载荷(包括武器、卫星等),以助推火箭发射或飞机投放、进入地球轨道高速飞行,速度为25马赫,接近3万公里/小时,能在太空轨道运行达270天。2010年成功试射,成为人类首架太空战斗机。

  四大关键技术亟待突破

  代号“猎鹰”,速度为20马赫,约24500公里/小时,用运载火箭发射,携带5吨重的物资,可以在2小时内到达地球上任何一个地点,实现精确打击。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。

  高超音速飞行的飞行马赫数范围很宽,要跨越亚音速、跨音速、超音速3个阶段,才能进入高超音速阶段。当飞行器从稠密大气层冲向稀薄大气层时,空气密度的巨大变化给飞行器的设计带来很大困难。因此,超音速技术必须突破四大关键技术问题。

  据美国国防部高级官员声称,美军最快将在2020年左右掌握这些能够超高速、超远程、超致命的高超音速武器。

  目前,各国发展高超音速技术主要选用超燃冲压发动机作为推进系统。高超音速空气在燃烧室中的滞留时间通常只有1.5毫秒,要在这样短的时间内将其压缩、增压,并与燃料在超音速流动状态下迅速、均匀、稳定、高效率地混合和燃烧是十分困难的。因此,需要对发动机尺寸、形状以及燃料种类、喷注器设计、燃烧机理进行综合性理论和试验研究。

  4、俄罗斯:可在1小时内打击全球

  超燃冲压发动机的另一个技术困难是飞行器必须达到一定的速度才能启动,这要有助推器提供初速才行。对于高超音速飞机、跨大气层飞行器和空天飞机而言,如何实现固体助推火箭与超燃冲压发动机的最佳组合也是一个很大的难题。

  俄罗斯是最早研发高超音速飞行器的国家之一。早在上世纪70年代,前苏联就研发出了“玄武岩”、“花岗岩”等3倍音速以上的超音速导弹,成为其维持全球军力平衡的重要手段。

  一体化设计技术主要是指通过飞行器与推进器两者相互作用而获得尽可能高的飞行器气动和推进性能、稳定性和控制特性的设计技术。飞行器机体和推进系统的一体化设计是关系到整个飞行器性能的关键。高超音速飞行器的工作马赫数范围越宽,这个问题越突出。推进系统在高超音速飞行器中的合理布局可以明显减小飞行器的阻力,使飞行器获得较高的升阻比。

  苏联解体后,俄罗斯继续深化超音速导弹的研发力度,研制并列装了闻名世界的“白蛉”“宝石”等多种冲压发动机推进超音速先进导弹,为进一步发展高超音速技术奠定了坚实的基础。

  高超音速空气动力学。当飞行器以高超音速飞行时,气动加热非常严重。当马赫数达到8时,飞行器的头部的温度将接近1800℃,其它部位的温度也将在600℃以上,能使附近的气体分解和电离,形成相当复杂的混合气体。这使高超音速气流的研究成为非常复杂的问题,必须综合利用计算液体力学、风洞试验和飞行试验等手段解决真实飞行环境下的气动力及热特性问题。目前,各国正深入研究与高超音速空气动力学相关的基础理论、建模计算验证手段。

  目前,俄罗斯正在进行的是代号为“4202项目”的Yu-71高超音速飞行器试验。但由于该项目保密度高,外界对其了解甚少。

  结构材料技术。高超音速飞行器通常要求尽可能地减轻结构重量,并克服气动加热问题。因此,长寿命、耐高温、抗腐蚀、高强度、低密度的结构材料对于研制高超音速飞行器是非常关键的。即使制造高超音速飞行器的飞行试验样机,也必须在材料与结构技术方面取得突破。如美国的X-37B高超音速飞行器,头部采用钨,机翼前缘与垂直面使用碳/碳复合材料,飞行器的外表面还覆盖耐热瓷瓦。

  从2013年开始,俄罗斯有意无意地陆续曝光了一些试验成果:采用的是氢燃料超燃冲压发动机,飞行速度可达10倍音速,相当于每小时1.12万公里,将来甚至达到20个音速,并且在飞行中可以任意机动,使防空和反导系统无法拦截。

  让现有武器“一飞冲天”

  2014年11月,俄罗斯战术导弹系统公司总经理鲍里斯•奥布诺索夫声称,首枚配备Yu-71高超音速飞行器的导弹将在2020年以前出现。届时,俄罗斯高超音速技术将进入应用验证阶段,从而规划更接近实际的发展布局。

  利用高超音速技术对现有的导弹、炮弹、作战飞机等武器进行高速化改造后,这些武器恰似插上了一飞冲天的翅膀,其作战效能将极大增强。目前,高超音速武器大多处于试制的不同阶段,完全走出实验室,踏上未来战场,还需假以时日,但其中一些高超音速武器已渐现雏形,并展现出了诱人的作战性能。

  从当前媒体报道来看,俄罗斯正在将YU-71高超音速滑翔飞行器安装在RS-28“萨尔马特”洲际弹道导弹上,最高速度可达7公里/秒,能突破目前世界上任何反导系统,可“在一小时内打击全球”。

  高超音速巡航导弹。高超音速巡航导弹是用吸气式发动机提供动力,应用高超音速技术的巡航导弹。相比于弹道导弹,它具有发射平台多样、弹道富于变化的特点;其飞行速度可达8—10马赫,能遂行攻击、侦察、监视和情报任务,与普通的巡航导弹相比,高超音速巡航导弹动能大,所需战斗部相对较小;因其速度快,空防能力也就显著提高,敌方战场预警和拦截的时间大大缩短,打击成功率将得到大大提高。美国新的高超音速计划就是把巡航导弹作为突破口,并从“战斧”着手,预定在2015年前研制出6—8马赫的高超音速巡航导弹。此外,高超音速反弹道导弹和集反导、反飞机与反装甲诸功能于一身的高超音速多用途巡航导弹也正在加紧研制中。

  这将对美国当前反导体系的预警、探测、跟踪、拦截等全套拦截链都提出全新挑战,大大削弱美国的空天地一体战略预警能力,为俄罗斯在未来美俄之间谈判中多了一个非常有效的筹码。

  空天飞机。这是一种集航空、航天技术于一身,兼有航空和航天两种功能,既能民用运输,又能执行军事任务的载人航天器。它装有高超音速发动机能像普通飞机一样起飞,以5倍以上音速在大气层内飞行,在30—100公里高空的飞行速度高达12—25马赫,并直接加速进入地球轨道成为航天飞行器。它可以在某一个普通机场以水平方式自主的起飞,完成作战任务后自主返回,返回途中可根据需要降落在指定的机场。它的灵活与快速是当前航天飞机与宇宙飞船所不能达到的。这对于快速进入太空完成卫星投送或维修等任务来说是再适合不过了。

  5、高超音速武器可破“萨德”困局

  空间打击武器。在空间飞行器上配置相应的武器系统,就可以作为空间打击武器对目标实施打击,它不仅可执行反卫星任务,也可用于拦截弹道导弹或定向能武器击毁敌方的任务目标,这样便可以在远离己方区域的空间摧毁敌方目标。据报道,目前一些国家正在研制的天基对地打击武器,就是从太空投掷的钨、钛或铀金属制成的高超音速武器。武器上安装了小型助推火箭。从距地300公里的高度发射时,打击速度可达23马赫,打击威力几乎相当于一枚小型核武器。这种新型天基武器反应速度快、命中精度高,令敌人防不胜防。从太空发射后,能毫不费力地摧毁大型建筑群和几百米深的地下掩体。(陈虎)

  上世纪90年代,高超声速流动理论的创始人钱学森先生指出:21世纪的中国人一定要在空天飞机上显一显身手。

  对于当下的中国来说,发展高超音速武器最大意义在于突破美国在中国周边部署的导弹防御系统。

  从中国的国家安全角度来看,美国在韩国推进部署“萨德”系统,将会给中国的战略安全造成极大影响。例如,萨德的X波段雷达可以随时监视并收集从中国境内发射的任何导弹的早期预警数据(数量和轨道等),中国导弹可能一发射就被监控甚至击落,这将极大削弱中国的战略威慑能力。

  因此,“萨德”已经不是单纯的技术问题,而成为不折不扣的战略问题,中国必须要采取相关措施,在军事上反制“萨德”。

  除了实施电子战、欺骗“萨德”的动能拦截器以外,还必须大力发展中短程高超音速武器,使我国具备随时可消灭“萨德”部署地点各种目标的能力。

  从“萨德”系统的设计目标来看,既可在大气层内作战,又可在大气层外作战,作战高度为40—150公里,理论上似乎可以对付临近空间飞行的高超音速武器。

  然而,实际上,由于高超声音武器属于飞航式弹道,不仅在水平方向上速度大,而且在水平方向上的机动范围宽,且飞行轨迹飘忽不定,很难被拦截弹捕捉到。特别是中国距离韩国很近,预警时间和反应时间非常短,一旦中国发射高超音速中短程导弹,“萨德”系统基本上没有任何还手的时机,相当于失效。

  注:由于高超音速武器是在临近空间(天空和太空之间的空间)飞行,受气流的影响很大。在飞行过程中,通过导弹的弹翼在大气层中飞行产生一种流体升力来平衡导弹的重量,飞行姿态和弹道调整受气流影响很大。这样,高超音速武器在飞出大气层后,将不再按照抛物线飞行,而是利用大气层内外的空气密度差异,在大气层边缘高速“弹跳”滑翔,就像“打水漂”一样,不仅速度快,而且飞行轨迹非常复杂并难以预测,现有反导系统很难拦截。

  6、中美战略技术博弈仍将继续

  2016年7月8日,美国不顾中国反对,宣布将在韩国部署“萨德”系统,如果继续下去,必将成为中国研发和部署高超音速武器的绝佳理由。

  正如我国著名空气动力学家、航天技术专家黄志澄所说:中国的高超声速基础较好,发展迅速,一定会在21世纪大显身手!

一钟头打遍环球,中黄炎子孙民共和国高超音速武器为打航空母舰提供技能可能。  目前,中国在研制高超音速武器方面已经取得了较大的进展,至今已7次成功试验10倍音速的高超音速导弹。

  根据英国《简氏防务周刊》网站报道,2014年1月9日,中国在境内首次试验了10倍音速的高超音速导弹,试飞成功。飞行器由一枚弹道导弹(据认为是东风-21洲际弹道导弹)发射升空,速度达到10马赫。

  美国将中国的这一试验性武器取名为WU-14,并预测可能在2020年就位。届时,它将在精度、速度上大大提升中国导弹打击能力,即便是美国已经在韩国部署“萨德”系统,也无法对它实施有效拦截。

  若想应对中国高超音速武器,在具体措施上,美军未来可能必须在如下3方面改进“萨德”系统:

  结合红外、光学、雷达等综合探测手段,提高对临近空间高超声速武器的尽早发现及全程跟踪预警探测能力;

  改进拦截导弹的飞行弹道,增加导弹拦截的反应速度和机动能力;

  改进导弹的制导规律和制导算法,如建立末端制导的预测能力。

  上述措施实现起来绝非易事。中短程反导拦截非常困难——预警时间短、反应时间慢,要是去拦截具有5至20马赫的高超音速导弹,其难度比一个人向挂在高空中的绣花的针眼里穿线要大得多。

  从未来发展来看,发展高超音速飞行武器不仅成为世界武器装备发展的新趋势,而且还将相应带来新的作战样式,很可能会成为未来军事高科技的新的制高点。(作者署名:方晓志)

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