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高超声速武器发展及作战运用探析
The following article is from 军事文摘 Author 张元涛等
来源：军事文摘
作者：张元涛、王巍、林娟娟
高超声速武器，通常指平均飞行速度大于马赫数5，能执行超高速远程突防及精确打击等任务的武器装备统称。高超声速武器的概念提出较早，但只是最近几年才迎来井喷式发展，显现出不可估量的军事潜力及应用前景。
广义上看，高超声速武器主要分为三类：高超声速导弹、高超声速滑翔飞行器和高超声速飞机。狭义上的高超声速武器，主要指高超声速导弹和携带有载弹部的高超声速飞行器两类。高超声速滑翔武器将成为赢取未来作战主动权的战略性制高点，世界军事强国均对发展高超声速武器高度重视，纷纷加速研发布局，纵深推进实战化应用步伐，其发展竞争已呈白热化趋势。
美国视高超声速武器为“第三次抵消战略”的核心装备之一，国防部及各军种合力推进了多种类型的高超声速武器研发，其中不少项目已进入原型样机的生产及试飞阶段。在经费不断加持的基础上，美国空军又于2018年4月授予洛克希德·马丁公司1份高达9.28亿美元的机载高超声速常规打击武器研发合同，计划在2022年前装备在现役的战斗机和轰炸机上；同年6月又向洛克希德·马丁公司授予高超声速助推滑翔器先进快速反应武器（编号AGM-183A）合同，要求自合同授予后36个月内即2021年形成早期作战能力。2019年9月，授予洛克希德·马丁公司通用高超声速滑翔器项目3.47亿美元的原型研发合同，预计2023年将首先部署1个装备8枚导弹的高超声速导弹连，亦称“战略火力连”，其射程最远可达2500千米，能够有力支撑陆军实施多域作战。
高超声速武器发展及作战运用探析
俄罗斯高超声速武器发展较为迅速，早期产品已经列装部队并开始战备值班。自2017年12月开始，射程达2000千米的匕首高超声速导弹在俄南部军区同步进行飞行试验和战斗值班任务。2018年，匕首高超声速导弹首次参与俄军组织的联合演训活动。2019年10月底，俄总统普京视察轰鸣号护卫舰时宣布，将为该舰装备最先进的3M22锆石高超声速反舰导弹，射程为400～600千米。锆石高超声速反舰导弹目前已经进入批产阶段，后续还将发展潜射型和空射型。此外，俄军还计划最早将于2020年底前，完成陆基射程超过5500千米的YU-71高超声速助推滑翔器（可配装核战斗部）的首次列装。
其他国家如法国、印度、日本和澳大利亚等国均在不断提升高超声速武器技术，加速开展有关规划及型号研制，步入高超声速武器研发的“快车道”。例如法国“V-max”、日本超高速滑翔弹（HVGP）、印度高超声速技术验证器（HSTDV）等项目，均对高超声速武器研发进行了较为详细的部署。
客观看，尽管目前高超声速武器发展迅猛，但仍存有不少技术风险制约其规模化应用，主要包括：一是通信技术，在高超声速飞行环境下，热效应导致周围空气产生等离子体，阻挡通信、定位、导航、授时等射频信号传递，现有通信体制较难支撑实时精准传送；二是热防护技术，高超声速飞行器的温度最高可达2200摄氏度，普通隔热材料将会融化，新材料领域仍未发现低成本、高可靠性的隔热材料；三是系统集成技术，高超声速武器属于复杂性系统，需要精准平衡重量、尺寸、功能、武器载荷等诸多因素，现有集成技术仍难以统筹合理性与效益性等。
高超声速武器技术与能力演进过程示意图
目前各国研发的高超声速武器表现形式多种多样，依据其飞行时动力推进模式的差异性，大致可区分为3种基本表现形式。
载具滑翔器 从飞行轨迹上看，滑翔飞行器堪称最具革命性的高超声速飞行平台。载具滑翔式，指首先使用多级火箭（或弹道导弹），将高超声速武器推升至大气层上层（大约距地35～300千米上空），随后火箭与高超声速武器分离，高超声速武器在高空做无动力滑翔并下降，在穿过大气层边缘时开始跳跃式飞行（俗称“打水漂”），维持高超声速直达目的地。早在1945年，钱学森提出了采用“第1级喷气式飞机搭载第2级火箭的两级式发射”以实现高超声速飞行的概念，成为基于载具发射高超声速武器的最早思路。载具滑翔式高超声速武器采用“载具+弹头”模式，通过陆基、海基或空基平台发射，以载具为动力来源实现高超声速作战能力，如美军战术助推滑翔（TBG）项目，计划研发速度可达马赫数10、射程1000～2000千米的助推滑翔弹。2019年初，俄空军新型图-22M3M战略轰炸机实现首飞，其中就搭载了4枚空射型匕首高超声速导弹，其打击距离提升至3058千米。
吸气巡航式 又称之为超燃冲压发动机式，即先以火箭发动机为助推器，使飞行器加速至高超声速，随后切换到由吸气式超燃冲压发动机提供后续动力，维持高超声速巡航式飞行直达目标。超燃冲压发动机被称为继螺旋桨式、喷气式发动机后的“第三次飞行动力革命”，能够使高超声速巡航导弹具有全程动力、全程操控、全程机动等先天优势。借助超燃冲压发动机，高超声速巡航导弹可以从大气里直接吸入氧气，改善提前携带氧化剂的弊端，有效降低起飞重量，使其在消耗相同质量推进剂的条件下，产生4倍于火箭的推力。当前，不少国家都投入了巨资研制吸气式高超声速巡航导弹，如俄罗斯锆石高超声速巡航导弹、俄-印合作研发的布拉莫斯系列巡航导弹等。
空天往返式 指可以在空间巡飞往返或回收，能够多次重复使用的高超声速飞行器（或飞机）等。由于超燃冲压发动机只有当飞行器加速到马赫数5左右时才能介入工作，对于高超声速巡航导弹而言尚不算问题，但对于独立起降的飞机等往返式飞行器而言就很难实现。技术上的壁垒极大限制了往返式飞行器的研发规模，目前世界各国仍未有公认的成熟发展模式。美军正在积极探索研发SR-72黑鸟之子高超声速战略侦察机，采用了发动机组合方案，即先用1台涡喷发动机将飞机加速到一定速度，然后由超燃冲压发动机接力工作，将飞机速度最终推至马赫数6。SR-72战略侦察机将是目前人类所制造的“最快飞机”，预计将于2030年服役。空天往返式高超声速武器，根据功能不同可进一步区分为侦察式、运输式、攻击式、察打一体式等不同类型。美空军曾在《2010－2030年空军科学与技术构想》中，提出启动怪兽高超声速试验飞行器的研发计划，该型飞行器的飞行时间将提高到45分钟，可实施巡飞式作战任务。空天往返式飞行器通常超越了人类身体的承受极限，从长远看，利用无人智能模式代人“上天入海”，或将成为空间往返式飞行器发展的必然趋势。有专家预言，2035年左右，完全可重复使用的高超声速飞行关键技术将趋于成熟，届时无人往返式高超声速武器或将成为全领域全时空作战的全能型“杀手锏”装备，能创造对未来战场敌手的巨大优势。
装备各类发动机的高超声速武器速度与比冲关系图
高超声速武器作为引领21世纪空天地全球一体化打击的新锐武器，和常规武器相比具有明显的时间、空间和能量优势，将可能彻底颠覆现有打击方式和传统防御体系，对主导未来作战胜负进程具有重要意义。
全体系突防， 穿透式破击。人类对速度的追求永无止境，“天下武功，唯快不破”的道理同样适用于武器装备。高超声速武器在助推阶段，由于飞行时间短，弹体表面温度低，红外特征弱，天基红外系统难以探测；在巡航（或滑翔）阶段，飞行高度通常在25～31千米，相对较低的弹道使得早期预警雷达难以有效探测飞行轨迹，确保隐蔽接敌；在突防阶段，速度持续保持在马赫数5以上，处于防空反导武器能力阈界外，缺乏制衡“天敌”。
高超声速武器难发现、难识别、难判断、难拦截的突出特性，使其特别适合用作首轮“踹门式”突防武器，凭借其极具穿透力的打法，像一根针一样直接刺穿对方看似密不透风的防御体系。
一是高速突防，“直拳式”冲击。研究表明，当飞行速度达到马赫数5～6以上时，仅依靠速度就足以实现97%以上的突防概率，可以有效穿透现有各种作战防御体系，摧毁敌方国家的领导集团、导弹拦截系统、战略指挥中枢、空天飞行器发射平台以及核武器发射基地等高价值目标。俄罗斯《军工信使》曾刊发俄罗斯火箭与炮兵科学院通讯院士康斯坦丁·西夫科夫的文章，其中对俄罗斯锆石高超声速导弹的战术技术性能、作战能力和美国的宙斯盾系统、标准-6防空导弹拦截能力进行了综合评估，认为“锆石高超声速导弹被拦截的概率很小，装备锆石导弹的俄罗斯编队将会消灭美国航母编队”。
二是侧向迂回，“勾拳式”摆击。高超声速导弹能够“打水漂式”飞行或者全程变轨式飞行，具有极强的机动打击能力，可在交战过程中绕过敌方主要拦截集群，开辟战场“安全走廊”和“侧向突防通道”，以迂回侧击的方式有效打击敌后方的高价值关键目标。
三是混和编组，“迷踪拳”重击。高超声速武器既可以单独使用，又可以和无人飞行器编组行动，发挥各方优势以协同增效，实现战斗力倍增。美国空军在2015年9月曾发表《美国空军2035年核心使命：空军未来作战概念》报告，其中构想了2035年利用高超声速武器打击敌方一体化防空系统中的激光武器系统的作战场景：由4艘空中飞行“母舰”投放了200架马赫数0.9的高亚声速小型无人飞行器。这些分布式无人机，通过快速组合形成不断变换的诱饵和干扰机阵列，其所搭载的网络化传感器则为后台指挥官构建起对敌方一体化防空系统的态势感知。由于敌方一体化防空系统的预警探测及火控火力通道均被这些无人机目标所饱和，敌方未能及时发现后继发射却近同步抵达的高超声速导弹。这些高超声速导弹首先摧毁了一体化防空系统中的高能激光武器，其他高超声速武器则摧毁了敌岸舰导弹系统及驻泊地舰艇等。
可以预见，随着高超声速武器在部队中的批量化列装，其作战突防的方式也将越来越丰富。
高超声速武器的概念提出较早，但只是最近几年才迎来井喷式发展
超远程精打，秒杀式行动。1998年8月20日，位于阿拉伯海的美国林肯号航母战斗群，协同发射了数枚曾在海湾战争中大放异彩的战斧式巡航导弹，攻击在阿富汗东部的塔利班训练营地，其目标只有1个：本·拉登。战斧巡航导弹以885千米/小时“迅雷不及掩耳”的速度飞行了1770千米，2个小时后精准抵达目的地并实施了轰炸，而本·拉登则在导弹飞抵前1小时离开了营地。战场上时间和空间是对立统一的，距离远就要消耗时间长，对于时敏性目标而言，脱离时效性的精确打击毫无意义，传统远程精确打击武器往往由于飞行时间过长而极大限制其实战价值，通常只能攻击固定目标，并作为战术级武器使用。
高超声速武器能够将时间、空间和能量三者较完美地融合贯通，将会成为对敌人发动远程、超远程精确打击的战略性手段。
一是先期隐蔽式接敌，压缩对手侦判时间。高超声速武器助推时间短、红外特征弱、轨道变化多，能够隐蔽式接敌，给对手预警侦察目标、判明攻击方向、识别攻击意图等造成巨大压力，降低对手的快速反应能力。
二是贯通“秒杀式”链路，强化己方决策优势。高超声速武器的出现，使得战略打击能力从小时级向分钟级迈进，如果配合无人巡飞作战样式，战场打击能力将直接跨入“秒杀”级别。这种快速打击能力，缩短了“决策者-射击者-目标”流程周期，压缩了从获得可行情报到实现对时敏目标的打击之间的反应时间，能加快己方OODA（指观察-判断-决策-行动）杀伤链循环速度，强化战场决策优势，有利于夺取作战主动权，达到“致人而不致于人”的目的。
三是持续预置式打击，迭代作战行动胜势。高超声速武器平均速度大于马赫数5，可在8分钟内对1000千米范围内目标进行精确打击，进一步模糊了前沿部署、纵深配置的战场空间概念，实现了“远在天边、近在眼前”的快速精确打击。传统战场距离不再是敌我双方可以借助的屏障和缓冲，以空间换取时间或将不复存在。通过战前精心预选预置多批量打击目标的参数诸元，战时分波次有序打击敌人的侦察预警系统、拦截反击平台、指挥中枢、通信节点等高价值作战目标，能够不断破击对手的作战链路及防御体系，迭代获取行动优势并最终转化为作战胜势，有效达成作战目的。
硬实力投射，高端式威慑。高超声速武器速度快、精度高，不需兵力前出即可对敌实施有效杀伤，既是打破战场攻防平衡的重要砝码，又是以硬核实力慑止敌方发起作战行动企图的重要手段。一是封控地理要域，阻滞资源输送。能够对战场区域的重要海峡、岛礁、水道等枢纽要域及其重点设施实施封控威慑，断敌物流资源输送以实施控制、迫敌就范或不敢采取过火举动。二是覆盖机场港口，遮断兵力投送。通过划定禁飞区、禁航区等，对敌方或其盟友的机场、港口等兵力投送枢纽实施封锁封控，阻断敌兵力立体投送通道，打乱其发动作战的企图及计划。三是慑控网信枢纽，绝缘信息链路。采用高超声速空间轨道飞行器，能够对敌方信息链路中依赖程度高达85%以上的天基侦察卫星、导航卫星等空间目标发动有效攻击；使用高超声速侦察机、察打一体式高超声速无人机、高超声速导弹巡飞攻击等，能够快速获取敌方通信枢纽及网络节点信息并实施有效压制或摧毁，由此将迫使敌方少用、不用或弃用部分枢纽节点，造成其作战行动的迷盲、混乱或失序，大幅降低作战效能。
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