志澄观察 | 中美俄高超声速武器大比武（上）

中美俄高超声速武器大比武

远望智库高级研究员 黄志澄

图1  由Pointwise公司提供模拟的一个高超声速乘波体飞机的计算流体力学图像

近年来由于高超声武器在未来战争中的重要作用，美中俄都在竞相发展高超声速武器，成为大国之间军事博弈的一个焦点。起初，各国的高超声速武器都瞄准使用超燃发动机的高超声速导弹，近年来又把重点移到近期就可装备的使用火箭发动机的助推滑翔导弹，并研究这种高超声速导弹的防御枝术。另一方面，美中俄等大国仍在继续支持使用吸气式发动机的高超声速飞行器的应用基础研究和进行验证飞行器的试验，并探索它们在高超声速飞机和在空天飞机中的应用。美中俄有关高超声速武器的发展，既是为未来战争作准备，又成为相互威慑和保持战略平衡的一种工具。为了在知已知彼的基础上，拟订我国高超声速武器的发展战略，需要正确估计对方高超声武器的水平。为此，现将美国航空航天学会（AIAA)主办的杂志《Aerospace America》在今年6月刊出的美国著名专栏作家基斯·伯顿（Keith Button）的特稿《高超声速武器竞赛（Hypersonic Weapons Race）》全文译出。这篇文章对于中美俄在高超声速武器发展方面的评价，分析美国为何要将高超声速助推滑翔武器作为重㤐,以及发展吸气式高超声速武器的关䭈等方面的评述,都可以为我们提供参考。应该说明，文章中对于中国高超声速方面的评价，是否和中国公开发表的论文较多有关，请大家进一步去探讨吧！

一、高超声速武器竞赛

甚至在俄罗斯总统普京今年对高速武器发出的剑拔弩张的威胁之前, 美国也正在计划加强对高超声速武器的关注, 主要动机是来自中国雄心勃勃的研究和武器试验。五角大楼希望把这个新的焦点放到2019年的预算之中。

中国研究人员一直在以惊人的速度发表关于高超声速飞行基础研究的技术报告。 他们将高超声速飞行宽泛地定义为在大气层中的机动速度超过6000公里/小时。飞行速度超过马赫数5的飞行，可能是一个便捷的旅行方式，但对于这个领域的领先者中国、俄罗斯和美国来说，重点已经转移到武器方面。至少中国的一些研究似乎是朝这个方向发展的，这是基于他们在发表论文中提到的都是导弹而言的，尽管我对中国使馆新闻办公室关于这项研究的目的的询问，至今尚未回复。五角大楼今年早些时候向国会报告说, 中国已经进行了20次类似于美国进行的高超声速飞行试验的试验。最值得注意的最近测试是在去年 11月进行的，中国试飞了一枚新的高超声速导弹DF-17，飞行距离1800到2500公里，《外交官》网站第一时间进行了有关报道。

说到俄罗斯总统弗拉基米尔·普京，也许是为了不被中国超越， 他于3月在莫斯科马里奇中央展览馆历史性的发表了他的国情演说，并展示了一系列关于俄罗斯高速武器的视频。俄罗斯电视网 Ru-RTR 播放了演讲， 并在网上公布了视频，它们被世界各地的媒体广泛转载。一个视频显示了楔形 的“高超声速滑翔飞行器”，为了突破反导防御系统，它外面围绕着一个热等离子体鞘进行快速、波动飞行。另一项视频显示九枚弹头将降落到南佛罗里达，美国总统唐纳德·特朗普的海湖庄园。美国负责核武导弹的美国战略司令部司令、空军将军约翰·海顿，在4月的太空研讨会上告诉记者说: “你应该相信普京。他所说的一切 ，（俄罗斯）都在努力。”但海顿说：“所有这些能力的运行状态”却是“另外一个问题”。

许多观察这一领域发展的专家相信,不是俄罗斯而是中国在高超声速研究和武器方面领先于美国。然而, 美国落后于任何国家的观点，无论是中国还是俄罗斯, 并非是一致的看法。

图2  由IDA 科技政策研究所提供的统计数据

“据我所知，我们并不落后。” 克林顿政府的助理国防部长、2010-2011年在奥巴马的白宫科技政策办公室负责国家安全和国际事务的利普·科伊尔这样说。“每当有人就普京总统的讲话为美国国会议员或业内人士发表谈话时说：我们落后了！我们落后了！这是很普遍的事。但我不认为这是事实。”

若中国和俄罗斯可能已经比美国获得了优势, 他们可以通过组合新技术来证实它。高超声速研究的最高理想将是能够从空气中采集氧气进行燃烧, 而不是像火箭一样必须用箱体来贮存燃料。2013年，波音公司制造的 X-51 乘波体在被助推器释放后推进了210秒，在美国创下了吸气式高超声速飞行的记录。与此同时, 中国和俄罗斯选择将他们的大部分工作重点放在那些将用常规火箭助推到高超声速然后滑翔到目标的武器上，例如, 普京的高超声速滑翔飞行器。

在这之后, 特朗普政府提议将亿万美元投入到一个紧急追赶的博弈中，并由五角大楼的首席技术官和负责研究和工程的副部长格里芬来领导。大部分的重点将放在助推滑翔的概念之上, 尽管仍将大力推动吸气式飞行器。

美国空军和 DARPA 在2014年和2015开始了高超声速的合作项目，目标是在21世纪20年代的计划中充分吸取过去的教训。“我们必须加快(科技) 活动来比计划更快地研制出样机。”空军负责采购的助理部长办公室的科林·塔克这样说。

格里芬告诉参议院的一个军事小组委员会，中国可以在战场或其附近部署高超声速导弹, 它可以从其海岸飞行上千公里，攻击美国的航空母舰。

格里芬告诉委员会：“我们今天没有系统能够以相应的方式使他们处于危险之中, 并且，我们对这些系统也没有防御能力。”“这是我最重要的优先事项之一, 消除这种劣势, 创建我们自己的系统, 以使他们处于危险之中”， 并“提供防御”。

最新的预算数字表明经费投入的量级和重点发生了变化。4月份，国防部授出一份9.28亿美元的合同给洛克希德马丁公司，开展高超声速常规打击武器的研发和试验。这些助推滑翔导弹将从空中发射。洛克希德将采用成熟技术，以尽可能快的研发。DARPA正在寻求明年其高超声速研究经费增加到1.48亿美元，其中大部分用于战术助推滑翔项目，研发用于在初始火箭助推加速后高超声速无动力滑翔的空基发射高超声速导弹技术。

吸气式的研究仍在一个叫吸气式高超声速武器概念（HAWC）的项目下继续进行，但资金将减少一半，在2019年为1400万美元。另一个计划, 先进的全程发动机（AFRE）计划, 将获得5300万美元，增加了1800万美元，以开发一个可以从低速起飞加速到高超声速飞行的发动机。

美国空军是 DARPA 的战术推动滑翔（TBG）和 HAWC 计划的合作伙伴， 计划在2020年之前进行导弹验证演示飞行。为了研制导弹和其他高超声速研究，空军正在寻求明年5亿美元的资金, 这一财政年度为2.58亿美元。

图3  波音正在研制 DARPA 的高超声速实验航天飞机XS-1

所有这些资金用于确定的新的发展重点，即滑翔武器。美国高超声速计划的拥护者担心，美国没有统一的战略，特别是在为应用研究提供支撑的基础研究方面。

华盛顿国防分析研究所的科技政策总监马克·刘易斯表示: “这不仅关乎多少钱, 而是你将如何用它，以及如何将它协调成一个更连贯的发展模式。”谈到基础研究时，密歇根大学的政府关系主任和高超声速研究者伊恩·博伊德教授说：“我们现在所拥有的是一群很有能力的人，但分散在这个国家各地，主要是靠自己在做重大的工作，因此没有集中力量。”

博伊德说，格里芬的到来在应用研究方面是令人鼓舞的, 通过原型样机的研制，为战场可用的武器明晰道路。他说：“会有一个过程, 所以我会说, 这是较好的发展态势。”

二、认真对待中国

在过去的10年中, 中国通过允许其研究人员在美国、德国、法国、澳大利亚、日本、意大利、俄罗斯和英国的研究人员发表论文的技术期刊上发表大量文章，让其他国家的专家瞥见了他们在高超声速方面的工作。密歇根大学教授博伊德说，10 年前的论文被认为质量较差。“他们真的只是复制别人做了什么；真的只是在赶。”

今天, 情况不再如此，中国已经赶上来了。中国研究人员已作为分享非保密成果的高超声速研究员社区的同仁而受到尊重了。

在博伊德看来，中国在现代化的研究设施和人员配置方面的付出，已经开始得到回报，它们既包括吸气式概念也包括助推滑翔概念, 以及相关的子课题，如空气动力学、推进、结构、材料、制导、导航和控制等。

博伊德说，中国在研制马赫数为5的导弹的竞赛中似乎领先于美国。刘易斯说，中国对这些导弹的试验似乎表明是一个助推滑翔的概念, 但仍不能肯定。

今天的巡航导弹通常以战斧的速度为最高, 每小时880公里。根据定义, 高超声速导弹的飞行速度比马赫数5还快, 或每小时超过6174公里, 比世界上最快的子弹要快三倍。

三、质疑普京

一些西方专家对普京有关高超声速武器的说法都持怀疑态度。普京在演讲中说，俄罗斯正在试验“萨尔马特”，这是一个有多个高超声速弹头的200吨的弹道导弹 (就是之前所说的针对佛罗里达特朗普庄园的导弹)；正在部署一种由飞机投放的高超声速导弹“匕首”，在2017年12月开始了其“试验服务”，射程超过2000公里，速度为马赫数10；还试验了“先锋”导弹， 一种“滑翔翼”，飞行马赫数为20的机动洲际导弹。

图4  俄罗斯在5月9日的游行中展出了其空中发射的“匕首”高超声速导弹

一位要求不具名的美国高超声速研究人员说, 根据俄国最近在科技发展和资源匮乏方面的困境，普京的主张很难被相信。例如, 俄罗斯在2017年发射的太空项目火箭，是1965年以来的最少的一年，而且它的许多发射都是美国的任务。

这位研究人员说：俄罗斯的高超声速研究停滞在美国水平之下，“肯定也在中国以下”。“他们当然没有资金在高超声速空间玩。”

对此，博伊德说：他不会评论俄罗斯的说法是否属实， 但“当然就普京总统对其新武器的评论而言，将现实与虚构相分离开来，可能是很有挑战性的，有很多关于这些能力是否真实存在的讨论。”