【科技动向】特别观察：美军未来高超声速导弹武器体系初露端倪
《空天防务观察》在2015年3月2日曾刊登我中心青年学者廖孟豪先生撰写的特别观察：《美国空军高超声速飞机发展进展与展望》一文，引发广泛关注。本期，廖孟豪先生再次为我们撰文，对美军高超声速导弹武器体系的发展进行深度分析。
引 言
与高超声速飞机不同，高超声速导弹为一次性打击武器，技术难度相对较低，研制周期更短、成本更低，因此高超声速导弹技术的发展受到美俄等国的特别青睐和重视。当前美国正在发展的高超声速导弹武器主要包括高超声速巡航导弹和高超声速助推滑翔导弹两大类。根据美国国防部于2015年2月发布的2016财年预算申请报告，美军计划在2017财年进行基于高超声速助推滑翔导弹方案的常规快速全球打击武器首次试飞；同时，美军也在加快机载/舰载型战术级高超声速导弹的发展，美军未来高超声速导弹武器体系构成初露端倪。
一、美国空军与国防部国防高级研究计划局联合发展战术级高超声速导弹武器
美国空军在2011年5月公布的高超声速路线图中提出了发展“高速导弹武器”（HSSW）的计划，要求发展最大飞行速度马赫数6一级的高超声速机载武器。由于预算削减，美国空军转为“积极通过与美国国防部国防高级研究计划局（DARPA）进行灵活合作的方式”，继续开展高速导弹武器的研究工作，并行实施两个独立的演示验证项目——即“高超声速吸气式武器概念”和“战术助推滑翔”。与此前X-51A、HTV-2等项目以验证某些关键技术为目标不同，新启动的两个项目将目标推进到研制高超声速导弹武器验证机，并要求完成在相关战术环境下的演示验证试飞，标志着美军面向战术级应用的高超声速导弹武器技术已进入到武器化的研发阶段。
（1）“高超声速吸气式武器概念”项目瞄准战术级机载高超声速巡航弹
“高超声速吸气式武器概念”（HAWC）项目由DARPA与美国空军联合实施，将完成高效、低成本空射高超声速巡航导弹关键技术飞行演示验证。这些关键技术包括先进高超声速飞行器布局、碳氢燃料超燃冲压发动机推进系统、热管理系统和经济可承受的系统设计与制造方法。这些技术还将延伸应用于可重复使用高超声速飞行器，以实现全球到达和太空运输。项目取得的技术成果将在试飞完成后移交给美国空军。该项目将在2015财年完成演示验证系统的初步设计和详细试飞方案，并启动演示验证飞行器长周期硬件的采购。DARPA为该项目在2016财年申请了4000万美元预算（2014财年获得经费1500万美元，2015财年获批550万美元）。
X-51“乘波者”超燃冲压发动机飞行验证机想象图（美国空军图片）
DARPA副局长沃克明确表示，“高超声速吸气式武器概念”项目是X-51A“超燃冲压发动机演示验证机”项目的后继项目，将研发比X-51A更高效的高超声速航空器、超燃冲压发动机和更优化的子系统（如更小型化的专用发动机控制系统和保障性更好的燃油）。2013年5月1日，X-51A最后一次飞行试验取得成功，验证了超燃冲压发动机用于飞行器推进的可行性，其超燃冲压发动机成功运行了240秒，将飞行器由马赫数4.8加速至5.1，而前3次试飞中只有1次部分成功，2次失败。X-51A项目经理布林克曾透露，基于X-51A的作战飞行器将能以马赫数5-6的速度，在10-12分钟内飞行930-1100千米。
（2）“战术助推滑翔”项目瞄准战术级机载和舰载高超声速助推滑翔弹
“战术助推滑翔”项目也由DARPA和美国空军联合实施，旨在发展和演示验证战术级空射高超声速助推滑翔系统所需的技术，主要包括：飞行器概念方案，包括满足大作战包线所需的气动力/气动热性能、操纵性和稳健性；在作战环境下具有生存力和杀伤力的系统特性及子系统构成；能够降低演示验证系统和未来作战系统费用并提高其经济可承受性的方法。“战术助推滑翔”项目开发的演示验证飞行器将可以发展成一种能够从现有平台上发射的武器（包括将考虑与海军舰载垂直发射系统的兼容性）。项目所形成的能力将移交给美国空军和海军。该项目将在2015财年完成以下工作：作战系统概念设计方案评审和系统能力文件；演示验证系统概念设计方案和系统需求评审；第1阶段气动力与气动热概念方案的试验等。DARPA为该项目在2016财年申请了2000万美元预算（2014财年获得经费2000万美元，2015财年获批1500万美元）。
HTV-2“高超声速技术试验飞行器”想象图（DARPA图片）
沃克表示，“战术助推滑翔”项目是HTV-2项目的后继项目，目标是在HTV-2的基础上将高升阻比气动外壳和热防护按比例缩小，使其成为空射或舰上垂直发射的战术级武器。HTV-2项目演示验证的重点是适应远程飞行的高升阻比气动外壳，但此前全部两次试飞都以失败告终。尽管“战术助推滑翔”项目具体的演示验证目标还没有公布，但沃克曾透露，其目标是研发一种能够在10分钟内飞行超过1850千米的武器。
二、美军“快速全球打击”项目致力于发展战略级高超声速导弹武器
除了DARPA新增的两个战术级高超声速导弹武器演示验证项目外，美国防部早在2008年就统一安排了“快速全球打击”（PGS）项目来发展“一小时打击全球任何目标”的战略级高超声速导弹武器所需的技术。目前，国防部“快速全球打击”项目的投资重心是由美国陆军具体实施的“先进高超声速武器”项目。该项目最初是美国陆军在2006年前启动、旨在发展一体化防天反导能力的技术开发项目，后于2008年被美国国防部作为备选方案纳入到“快速全球打击”项目中。
该项目在2011年成功完成了首次试飞，由助推火箭投送的滑翔弹头在半小时内飞越3700千米距离后成功击中目标。2014年第二次试飞因发射台故障而失败，据悉第二次试飞的射程原预定为6300千米。预算文件进一步透露，AHW项目取得的技术成果后续将移植到海军潜艇上开展相关试飞试验，并计划2017财年进行首次试飞。
从装备前景看，美国国防部在2012年1月发布的《国防预算优先事务与选择》文件曾披露计划在潜艇上部署常规快速导弹武器，但目前尚无公开文件提及美国陆军部署此类装备的计划。但在2015年1月，美国海军战略系统项目办公室已经开始启动“中程常规快速全球打击（IRCPGS）”项目的相关准备工作。因此，“先进高超声速武器”项目将很可能首先发展成为美国海军战略级潜射高超声速助推滑翔弹，同时也将为陆基型提供充分技术储备。国防部为该项目在2016财年申请了7882万美元预算（2014财年获得经费6349万美元，2015财年获批9563万美元），同时国防部计划在2017-2020财年为该项目申请经费约8.4亿美元，研发进度明显加快。
“先进高超声速武器”（AHW）高超声速滑翔飞行器想象图（桑迪亚国家实验室图片）
三、美军未来高超声速导弹武器体系构成与发展态势已初步明朗
（1）美军未来高超声速导弹武器体系将由海军战略级与空、海军战术级武器构成
综合以上情况，基于“高超声速吸气式武器概念”、“战术助推滑翔”和“先进高超声速武器”项目的美军未来高超声速导弹武器体系构成已经浮出水面。该体系由战略级与战术级武器构成，其中战略级武器为高超声速助推滑翔弹，射程约为6000千米，将首先在美国海军潜艇上装备；战术级武器包括高超声速巡航导弹和高超声速助推滑翔弹两类，前者将装备美国空军，射程可能为1000千米左右，后者将在美国空军作战飞机和海军水面舰艇上装备，射程可能为1850千米。
特别值得注意的是，根据美国国防部助理副部长沃克尔给美国国会的汇报，美国空军要求高超声速巡航弹可由B-2轰炸机内埋和F-35战斗机（美军将采购2443架）外挂，用于在“反介入/区域拒止”环境下打击时敏和严密设防目标。DARPA的预算申请材料又明确要求“高超声速吸气式武器概念”和“战术助推滑翔”项目重点考虑经济可承受性。因此，美军可能会大量（千枚量级）装备战术级高超声速导弹武器，从而也形成战略威慑效果。
（2）美军高超声速导弹武器体系可能会通过非常规采办方式在2020-2025年形成作战能力
历史上，美军的F-117隐身攻击机、“全球鹰”高空侦察无人机、“捕食者”察打一体无人机等多种新型跨越式武器装备均未完全按照常规采办程序发展，而是在DARPA演示验证成果的基础上，跳过常规采办程序的技术发展、工程研制等阶段直接投入生产与部署，形成了突袭效果。高超声速导弹武器是一种意义堪比隐身飞机的跨越性装备，美国可能会根据以往成功经验，利用技术研发项目所取得的演示验证成果，以非常规采办方式将高超声速导弹武器列装部队，快速形成作战能力。
事实上，美国国内有专家已在呼吁加速列装高超声速导弹武器。美国智库Alios咨询公司的亚太安全问题专家沃顿最近撰文，呼吁美军加快基于“先进高超声速武器”的型号研制，并通过紧急采办，争取在5年内形成可实战部署的装备。布林克透露“高超声速吸气式武器概念”和“战术助推滑翔”项目很可能会在2018-2020年首飞；美国空军科学咨询委员会最近发布报告称机载高超声速巡航导弹将2025年前后装备部队。因此，如果不出现重大技术和运用问题，通过采用非常规采办方式，美军高超声速导弹武器体系有可能会在2020年到2025年间形成作战能力。
四、结束语
根据公开文件和信息，美军正在发展的高超声速导弹武器项目均主要针对“反介入/区域拒止”作战环境。Alios咨询公司的沃顿甚至谏言：美军发展“先进高超声速武器”的目的就是要打击中国的指挥与控制节点等高价值目标，美国应加速发展高超声速导弹武器，迫使中国投入不对称的资源去升级防御系统，承受巨大的经济代价。
（航空工业发展研究中心 廖孟豪）
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