注意！别掉入“高超音速陷阱”

陆基中段反导是美国国家导弹防御系统中最重要的部分

俄制GLL-VK“针”式高超音速飞行器

美国陆军高超音速导弹机动发射车模型

朱延瑞

这几个月，关于新概念高超音速武器的新闻突然多了起来，先是日本号称发展出高超音速导弹必备的冲压发动机，接着俄罗斯宣布为海军水面舰艇列装“锆石”高超音速巡航导弹。美国战略与预算评估中心（CSBA）发布的报告《抓住弱点》称，未来十年，世界范围内高超音速武器扩散，将给军事强国带来“严峻挑战”。但现实真的那么堪忧吗？

战略打击，快速致瘫

高超音速武器是指飞行速度超过5马赫，巡航高度在临近空间的精确制导攻击性飞行器。这里所说的临近空间，指从距地面2万米-10万米之间、介于空间和太空之间的空域。高超音速武器以其飞行高度高、速度快（10马赫的飞行速度相当于时速1.224万公里），尤其是能在末段作高度自主机动飞行，因此具有很强的突防能力和攻击能力，通常能在一小时内抵达地球上任何地点，打击对方的重要政治、军事、经济目标。

早在21世纪初，处于巅峰状态的美国意识到，对任何有核国家动用核武器，必遭政治上难以承受的“反击伤害”，但若能运用携带常规弹头的高超音速武器对敌国核武库形成灵活的威慑甚至快速摧毁能力，将再次确立美国全面军事霸权，摆脱别国的“核威慑”。正是基于这一点，美国国防部2009年公布“全球快速打击”构想，多年间虽有调整反复，但总体发展路径没有改变。

第一阶段（2009至2017年）

非高超音速武器改装阶段，实现“2小时全球快速打击”，将现役洲际弹道导弹换装常规弹头。2009年，美国空军全球打击司令部（GSC）开始接管450枚陆基洲际导弹和全部战略航空兵指挥权，标志着这一阶段的正式开始。

第二阶段（2018至2030年）

非高超音速与高超音速武器联合运用阶段，实现“1小时全球快速打击”。在非高超音速武器改装的基础上，美军重点装备射程达1500公里的超音速（1至4马赫）和高超音速（大于5马赫）导弹，并为部分战略导弹换装高超音速滑翔弹头。

第三阶段（2030年以后）

高超音速武器运用阶段，实现“半小时全球快速打击”，重点研制远程有人驾驶高超音速飞机。届时，高超音速飞行器将与空天飞机实现技术融合，既可通过轨道机动实施太空作战，也可向大气层内发射战斗部，实施天地打击。“全球快速打击系统”，也将因此升级为“全球瞬间打击系统”。

在这种战略宣示下，各国纷纷加强超过5马赫的高超音速武器研究，类型大体是高超音速巡航导弹（HCM）和高超音速滑翔弹道导弹（HVGP）。前者由超燃冲压发动机（DMSJ）提供动力，看上去类似传统导弹，但巡航速度快得多，且能远程飞行，后者则采用固体燃料火箭发动机，将搭载战斗部的乘波体飞行器助推至高空，然后与火箭分离，利用高度保持高速向目标滑翔，直至撞击目标。

有成品，缺批量

就实际作战效能而言，俄罗斯相对于多数国家率先取得高超武器“先发优势”。2019年1月，俄战略火箭兵宣布首批两个营“先锋”高超音速导弹列装，紧接着俄空天军米格-31K截击机携带的“匕首”空射导弹也发射成功。2021年，俄海军成功齐射“锆石”高超音速巡航导弹。这反映出俄罗斯急于阻止美国“改变游戏”的心态，但从俄军实际部署看，这些“高超武器”现阶段的宣传效能明显大于实战效能。

以“先锋”为例，它以原苏联乌克兰工厂生产的UR-100NUTTKh弹道导弹为基础，再结合高超音速滑翔弹头，前者负责加速和将弹头送入预定轨道，弹头完成加速后与导弹分离，自主飞向目标，速度达27马赫，在不到90分钟内绕地球转一圈。问题是作为“先锋”的“底火”，UR-100NUTTKh导弹已连续多年未得到乌克兰原厂养护。

至于名气更大的“锆石”高超音速巡航导弹，它号称选用创新的超燃冲压发动机，即在传统的“进气道-燃烧室-尾喷管”设计基础上，在进气道内增加离子发生器、外置磁流体控制器，在燃料室前端增加内置磁流体控制器，并利用机载气动性能控制系统协调上述装置运行，增加进气道流量捕获、增强燃烧效率。但从实用效果看，这种新设计仍无法解决发动机气动热问题，目前“锆石”在9马赫环境下稳定飞行时间只有几十秒，且每次试射所发现的问题都有不同。不仅如此，俄罗斯也缺乏热结构材料、热防护套等工艺标准，量产品质难以保证。

俄罗斯尚且如此，其他投身“高超竞赛”的国家也可想而知。美国陆军已引进“暗鹰”远程高超音速武器（LRHW）的训练器材，可真正的实弹仍杳无踪迹。作为美国陆海军联手发展的导弹，它最大速度5马赫，最大射程1700英里（2775公里），一个标准导弹连装备4辆发射车，共8枚导弹，可通过C-130运输机空运，快速部署到前沿。从指标看，最大速度才5马赫的“暗鹰”仅仅“踩”到高超音速武器的及格线，客观上研发难度大大降低，可公开信息是试飞“时好时坏”，预定的2023财年交付首批导弹的目标很可能落空。有学者推测，美国仍基于传统气动力学理论从事高超音速武器研究，但对提高速度至关重要的等离子体流动（气动）控制研究方面却乏善可陈。据公开信息，通过对高超音速气流激波峰面前部的气体进行热力学加热的方式，能有效减缓高超飞行正面阻力，但这要建立极为复杂的物理模型，推导出相关公式算法，但今天似乎没有哪个国家敢承认自己“轻舟已过万重山”。

别想得太美好

不可否认，高超音速武器具有无可否认的战略优势，但绝非万能，最大的问题是在再入大气滑翔时产生摩擦高温，除了临界层等离子化问题会干扰通信制导系统使用外，更大的麻烦是让结构产生高温，影响空气动力外形和结构强度。以高超音速滑翔弹道导弹为例，至少有80%的飞行路线都在大气层内，将承受长达数十分钟的摩擦热量，而且它的弹体结构和表面材料都必须使用高级轻质材料制造，内部还必须强化航电冷却，才能确保操作。此外，高超音速武器必须解决飞行操作问题，在大气层边缘或高高空以高超音速飞行时，载具需要处理震波和临界层的复杂交互影响关系，而且由于高超音速武器体积远小于航天飞机等大型载具，只要轻微气动外形变化就可能影响飞行稳定性，因此设计师必须在兼顾体积与重量的条件下设法完成能在高温下保持足够强度的设计。

如果打击精确点状目标，高超音速武器还必须考虑到减速和低高度飞行操作需求。就目前实验数据显示，如果高超音速武器达到与美军现役卫星制导武器相近的精度，末端弹道速度要降到3马赫以内才有时间余量完成目标识别。也就是说，高超音速武器必须要预留减速飞行时间和空间，也带来遭反导系统拦截的脆弱性。