高超声速武器经过几十年的技术沉淀和发展,在近年来迎来了井喷式的发展,世界各军事强国均对该武器高度重视,制定了各种相关研发项目,竞争日趋白热化。高超声速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,因此在高超声速武器装备的发展同时,各国也对该武器在现代作战体系中的应用模式进行了探究。高超声速武器虽然具有超高速、高毁伤、高突防等诸多优点,但是也需要制定出对应的作战模式,才能使其在现代作战体系中发挥出决定性的作用。目前各国相关学者对高超声速武器的作战模式均进行了研究,通过调研梳理,可以总结出较为典型的高超声速武器通用作战模式如下:有研究表明,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。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。此外,高超声速导弹还能够贴近海面低空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,以迂回侧击的方式有效打击敌后方的高价值关键目标。
高超声速武器可以绕过敌方主要要接集群
因此,高超声速武器在战时作为首轮攻击武器具有极大的优势,能够以最小的消耗代价来快速击破敌方的关键单位,打破敌方的防御阵型。此外,这种攻击模式可以利用到敌方的反应空窗期,能够对敌方的时敏目标进行打击。在其他部队无法进入或不被首选时,可以使用高超音速武器打击高价值的时敏目标,例如敌方弹道导弹移动发射器和综合防空系统的其他组件。
高超声速武器攻击的反应时间链
虽然现阶段高超声速武器的防御难度很大,但是在未来也必然会遇到会制约该武器的防御技术。目前各国正在研制的高超声速助推滑翔武器,在发射或助推阶段只要能够及时发现,就可用常规手段进行拦截。高超声速助推滑翔武器在中段和末段虽然具有较高的突防能力,但其机动性比目前的超声速战机要低得多,其速度也比常规再入弹头的速度要低,再加上其在大气层内飞行,虽然气动加热使其雷达特性复杂化,但因此也增强了它的红外辐射特性。因此高超声速武器在使用中也需要注意隐蔽问题。
高超声速武器攻击敌方高能激光器
为了强化高超声速武器的隐蔽性,可以将其和无人飞行器编组行动,发挥各方优势以协同增效。通过这种模式,高超音速武器可用于对付敌方中和防空系统(IADS)防御最严密的关键节点,例如太空下行链路系统,C2中心和远程监视系统。抑制这些威胁也将减少之后有人侦察机和轰炸机的风险,并能够使用价格较低的导弹进行后续的大批量打击。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。因此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。
现阶段美国的SM-3 Block Ⅱ防御系统可拦截到大部分Ma<5的导弹
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。
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。
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,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。
俄罗斯认为,美国的远洋舰队是对俄罗斯安全集团最大的威胁,因为美国的海军实力是俄罗斯的三倍,拥有航空母舰、两栖登陆舰等极具威胁性的武器装备,可以就直接将入侵部队运送到俄罗斯边境。俄罗斯KATEHON智库设想使用该高超声速武器对企图抵达波罗的海的美国远洋舰队进行打击,该设想对美国入侵舰队的攻击将以三轮打击的形式进行。
第一轮打击,敌方舰队刚离港时
第一轮打击采用助推滑翔高超声速武器,从潜藏在大西洋中部海底的核动力潜艇发射,当敌方舰队开始横渡大西洋前往欧洲时,便开始向其发起攻击。也可采用机载型助推滑翔高超声速武器实施打击任务,美国海军需要7至8天的时间才能穿越大西洋,而伊尔-76MD-90A飞机最大飞行距离达6300千米,且可空中加油,可在数小时内到达大西洋中部。
第二轮打击,敌方舰队接近欧洲时
如果第一轮高超声速打击武器未能摧毁目标,在敌方舰队航行至距大西洋东岸1000千米时,第二轮高超声速武器将从位于巴伦支海的核潜艇或靠近北极圈白海的普列茨克战略导弹基地发射,再次对敌方舰队发起攻击。
第三轮打击,敌方舰队进入欧洲时
第三轮次打击采用射程较近的锆石高超声速巡航导弹。设想北约从波罗的海对俄罗斯发起攻击,敌方舰队穿越北海向波罗的海航行,当海军舰队行至斯卡格拉克海峡时,采用锆石导弹对其发起第三轮超声速打击。如果敌方舰队企图前往黑海,将从博斯普鲁斯海峡和达达尼尔海峡对敌方舰队发起第三轮次高超声速打击。可以看到,俄罗斯的模拟作战方案充分利用了高超声速武器对移动目标的打击精度高,且防御困难的特点,对敌方的重要移动目标进行多轮打击,这对敌方的反应速度以及防御火力要求极高,对现阶段的美国海军起到了显著的威慑作用。在过去美国经常强调饱和式攻击和齐射攻击等概念,但是近年来CSBA的一些作战分析报告开始提出,这种试图通过简单地增加用于攻击目标装置的出击次数和武器来补偿敌方的防空和导弹防御系统的手段,其代价是非常高的。因此美国如今也逐渐向开发和部署具有更高生存率达到其指定目标的新一代武器转变。
美国基于对中国拟定目标集的攻击的分析,目标集包括50000个目标点,并且仅限于潜在的常规反作用目标。
美国通过研究发现,中国和俄罗斯的各种主动和被动防御共同降低了攻击者武器到达其指定目标瞄准点或打击实际目标的准确性。通过简单地在给定的一组防御目标上发射更多的架次和武器来补偿降低的武器到达概率(Pa)值,可能会大大增加攻击者的资源需求,有可能达到禁止水平。因此美国认为,美国空军不应该继续采用这种“强力”方式,而应该开发和提高其打击的生存力和杀伤力的野战能力,并使用各种手段来减少敌方防御系统成功拦截的概率。美国空军在2015年9月发表《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。
高超声速武器模拟攻击敌方舰船
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。当这些分布式无人机的网络传感器被敌方的综合防空系统监测到的时候,它们通过快速组合形成不断变换的诱饵和干扰机阵列。敌人很快就能够监测到进攻单位的质量,但是不断变化的图像使得无法从诱饵中确定真实目标,不过敌人依然可以通过导弹和远程定向能武器来消灭这种徒劳的攻击。被毁坏和残损的飞行器开始从天上掉下来,但其余的飞行器重新组成并继续前进,因此敌人真正发现正在接近的高超音速导弹时就为时已晚。在诱饵干扰的掩护下,另一批空军突袭部队从数百英里外发射了高超声速武器。由于敌方综合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方沿海防御导弹系统及驻泊地舰艇等。三十架诱饵无人机成功地闯入了防御失败的综合防空系统,有二十个目标符合其编程标准,无人机开始用小型整体战斗部打击敌方雷达阵列和通讯塔,其余十架无人机的燃料消耗完了,在海上无害自毁,之后美国可以开始联合强行进入战场。
从该模拟作战方案可以看出,美国依然没有完全放弃其饱和式攻击的作战理念,且对其武器装备的性能非常自信。该作战方案对无人机的性能以及无人机编队技术的要求极高,并且在遇到敌方的强大防御火力的时候要连续补充大量的无人机进行持续作战,因此也需要充足的装备数量来进行支持。美国对于这种通过蜂群式无人机作战来干扰及毁伤敌方防御系统的概念如今已经做了大量的理论研究以及技术储备,未来极有可能在实战中投入应用。总结
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,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。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。不过与其他武器系统类似,未来的作战方案制定人员不应过于依赖高超声速武器。一些高超音速武器的单位成本可能很高,从而限制了未来实战中实际可以使用的数量。
增加武器的大小会减少飞机每架次可携带的武器数量,而每架次少用的武器则会增加攻击给定目标集所需的架次数量。
远程滑行和吸气式高超音速武器会受到携带其弹头的尺寸和重量的限制,从而降低了其对坚硬或深埋目标的杀伤力。
仅靠速度可能不足以攻击到具有快速重定位能力的目标。
高度移动与快速可移动目标的相会问题
如上图所示,从较远距离发射以打击高度机动的S-300发射器的武器将需要以更快的速度飞行,才能到达S-300的已知位置,然后才能进行重新定位。从距目标目标800海里的防御距离发射的超远程防御巡航导弹将需要飞行超过14马赫的飞行速度,并且需要在进行重新定位之前,不进行各种费时的机动才能到达目标。不过该问题可以通过为武器提供飞行中的目标更新以及为武器配备能够定位和识别目标的搜寻器,来补偿由最初提示和发射武器后目标移动引起的定位错误。但是,武器数据链和搜寻器将进一步增加远程高超音速武器的成本和复杂性。总之,未来高超声速武器的主要功能还是为一体化的作战模式服务,而不是作为单独使用的武器装备。现如今各国都已经提出了各种结合了高超声速武器、电磁脉冲武器、定向能武器、天基侦察系统等多种先进技术的综合作战体系,但是诸多技术目前都还处于技术开发阶段,因此未来短期内切实有效的高超声速武器作战方案还有赖于更实际的研究。参考文献:[1] Mark Gunzinger. FIVE PRIORITIES FOR THE AIR FORCE’S FUTURE COMBAT AIR
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