切莫大意东风17列装匕首实战的背后,

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一个时期以来,拥有世界上最强大军力的美国,却被自己的国防部高官、智库媒体塑造成“在高超声速武器领域落后于中俄”的形象。尽管我们确实应该为中国军工科技取得的巨大进步击节赞叹,尤其是在高超声速武器领域,诸如DF-ZF滑翔飞行器、东风-17弹道导弹、超燃冲压发动机等一系列新成果层出不穷,但必须客观面对的是,在高超声速武器技术方面,美国早已实施了庞大的项目规划,既包括各种类型的高超声速导弹武器,也包括空天飞机、试验飞行器、高超声速作战飞机等,覆盖领域之广、技术水平之高,依然在其他任何国家之上。

全球高超声速飞行器三驾马车,美国的技术实则最强

实事求是的分析,美国军方和工业界的“示弱”,不仅是美国先进军工科技相对优势下滑的自然反应,更多是为了渲染危机感并“讨要”经费的惯常手段。从美国当前的投入和项目进展看,中俄两国在短期内尚无法改变美国高超声速武器领域的优势地位。

美国将高超声速武器列为赢得未来战争的关键技术之一,其髙超导弹研发已从技术集成演示验证为目标的预先研究阶段,转入以形成作战能力为目标的型号研制阶段。特别是年,将是美国高超声速武器冲刺之年,首个空军高超声速武器计划年内具备初始作战能力,首个陆军高超声速武器即将开展全系统发射试验,多个在研高超项目即将开展飞行试验,酝酿已久的新项目也将露出真容。

美军高超型号之繁杂,实让人感觉眼花缭乱。其中,有的是技术验证项目,有的是实用部署项目;有的是高超发动机等关键设备,有的是完整的导弹系统;研发主导部门涵盖海陆空三军,还有DARPA甚至多方联合;多个项目之间互为基础,甚至项目之间不乏交叉联系,因此很难将诸多项目分辨到一清二楚。下面大致梳理了几个主要项目。

80年代的有翼高能再入飞行器

美国高超声速武器的先行者:“有翼高能再入飞行器”(SWERVE)

早在上世纪70年代,为提高中程导弹“潘兴”2的突防能力,美国就启动了“有翼高能再入飞行器”(SWERVE)计划。试图发展一种高速导弹弹头,在飞行末段采用类似“潘兴”2弹道导弹的雷达地形匹配引导,使用动能战斗部打击对手的导弹发射车,并能降低附带杀伤。

到了80年代,该项目被合并成为国防部高超声速武器技术计划,并先后进行过三次试飞,完成了8~12马赫的滑翔飞行,验证了带有小型三角翼和舵面的圆锥布局方案能够在再入过程中完成机动的能力。不过,试验也发现这种飞行器的末段机动能力非常有限,并难以实时接收中段导航信息,且随着冷战结束,这种武器的战略需求降低,该方案便被长期搁置。

上为HTV-2,下为AHW

美国高超武器的探索者:“先进高超声速武器”(AHW)

进入新世纪后,随着全球高超声速技术进步和对地坚固目标的打击需求,美国陆军牵头实施了“先进高超声速武器”(AHW)计划。从年开始,桑迪亚国家实验室牵头研发,结合原有的“有翼高能再入飞行器实验”(SWERVE)以及“战略目标系统”(STARS)、“穿透性战术导弹系统”(TACMS-P)等项目成果,最终在年11月在进行了首次试验。

AHW原定的性能指标是35分钟飞行千米,精度小于10米。在首次飞行测试中,AHW从夏威夷州考艾岛的太平洋导弹靶场发射,成功击中距离发射场大约千米、位于太平洋夸贾林环礁的试验场目标。试射中导弹飞行耗时不足30分钟,滑翔速度约为8马赫,部分实现了预定的技战术指标。

美国两种高超飞行器核心采用不同的构型

不过,AHW项目的后续实验并不顺利。年第二次试射时,导弹起飞4秒后在米高度发生爆炸,严重破坏了试验场,导致试验中止数年。尽管如此,AHW项目最大的成果却得以继承,这就是“高超声速滑翔体”(HGB),这种高超声速武器战斗部采用带有两对三角翼的圆锥体滑翔弹头,虽然性能与之后出现的乘波体布局有差距,但技术风险也较低。

此后,围绕HGB的一系列成果又被美国国防部统一为“通用高超声速滑翔体”(C-HGB)发展计划,而C-HGB已成为美军多项高超声速弹道导弹项目的核心。

HTV-2“猎鹰”高超声速飞行器

美国高超声速飞行器的性能极致:HTV-2“猎鹰”高超声速飞行器

HTV-2“猎鹰”源于“军力运用和本土发射”计划中的CAV项目,年更名为“高超声速技术飞行器”HTV。此后,国防部高级研究计划局(DARPA)陆续推出了HTV-1、HTV-2和HTV-3X系列方案。HTV-1方案因复合材料制造技术问题被撤消;HTV-3X要求在普通军用机场跑道起降,以6马赫速度巡航,重点验证高升阻比气动外形、可复用轻质耐高温材料及热控技术、自动飞行控制和涡喷冲压组合推进等一系列关键技术,但由于技术和成本风险过高,最终于年10月被撤消。

HTV-2是无动力再入滑翔的高超声速飞行器,计划由“人牛怪”4火箭发射至大气层之上亚轨道的高度,然后以超过20马赫的极高速度穿越大气层。年4月22日,HTV-2进行第一次飞行试验,预计试验飞行千米,其中滑翔约千米,总飞行时间约30分钟。但发射约9分钟后失去联系,年的第二次试验也以失踪结束。此后,DARPA不得不终止了这个性能最强的项目。

大名鼎鼎的X-51A超燃冲压发动机演示验证机

DARPA空射高超声速武器(HSW)概念:战术助推滑翔计划(TBG)和“吸气式高超声速武器”(HAWC)

这两个项目都属于美国国防高级计划研究局(DARPA)和空军研究实验室(AFRL)计划开展的新高速打击武器概念演示项目。其中TBG是HTV-2高超声速巡航飞行器项目(该项目两次试飞都没有成功)的后继,HAWC则是X-51A超燃冲压发动机演示验证机的后继项目。

战术助推滑翔(TBG)项目于年启动,采用HTV-2类似的总体布局方案,缩小尺寸发展而来,其核心是验证高升阻比特性的楔形布局高超声速滑翔飞行器技术。在技术层次上应当比C-HGB更为先进、轻小、紧凑,更适合配备在载荷能力受限的发射平台上。年9月洛马公司开始研制TBG原型弹,最大马赫数9~10,射程~千米,并年首飞。

战术助推滑翔(TBG)较之HTV-2稍小

“吸气式高超声速武器”(HAWC)于年启动,基于X-51A技术验证机的成果研发,旨在研制采用超燃冲压发动机为动力,射程超过海里的高超声速巡航导弹。最大马赫数5~6、射程约千米。根据洛马公司方案,HAWC采用两级结构,固体助推火箭发动机和导弹/超燃冲压发动机,固体助推火箭发动机工作之后脱落,以降低导弹降低和重量。

此前,HAWC早期冲压发动机进气口位于弹体下部的方案已经放弃,估计是由于难以控制弹体横向尺寸,毕竟导弹需要装配垂直发射系统。外界推测将采用类似俄罗斯宝石反舰导弹的弹头进气口。年9月,DARPA已与美国空军合作完成了高超音速吸气武器概念(HAWC)的测试飞行,但并未公布有关细节,估计这一过程并不顺利或者问题颇多。预计HAWC将会在年左右替代美国现有的鱼叉反舰导弹、斯拉姆空地导弹等武器,执行美军战区级空地作战、反水面目标作战等任务。

基于X-51A技术的“吸气式高超声速武器”HAWC,可由F-35发射

美国高超武器的同卵三胞胎:陆军陆基高超声速导弹(LRHW)、空军高超声速常规打击武器(HCSW)和海军中程常规快速打击武器(IR-CPS)

前文提到,由AHW项目成果孵化的HGB“高超声速滑翔体”,进一步演化为“通用高超声速滑翔体”(C-HGB),桑迪亚国家实验室将这个C-HGB孵化成熟之后,美国海、陆、空三军研发的导弹,都以这种通用型弹头为核心,分别制定了HCSW、LRHW和IR-CPS项目。

美国陆军LRHW弹头采用“通用高超声速滑翔体”(C-HGB)

尽管这三种高超武器使用了同一种滑翔器,但由于分属不同的军种,基于各自的作战特点和任务需求,美军陆海空三军分别为通用高超声速滑翔器配上不同的发射手段,确保自身并无动力的滑翔器适用于不同的作战环境。但美国空军已于年2月时宣布取消“高超声速常规打击武器”(HCSW)计划,美国海军与陆军继续推进相关计划。

目前来看,陆军“远程高超音速武器”(LRHW,暗鹰)项目进度可能最快,也将最早进入实战部署。这个项目属于美国陆军的远程反“反介入/区域拒止”高超音速武器系统计划,计划于年起进入部队服役,目前即将接收LRHW高超声速导弹进行首次发射试验。全系统采用轮式载具,每辆发射车载弹2枚,最大射程大于公里。洛马公司计划的项目总预算高达53亿美元。

“弗吉尼亚”级攻击型核潜艇发射“常规快速打击”导弹(CPS)

美国海军的“常规快速打击”(CPS)高超音速武器系统项目就要慢的多,洛马公司预计到年才具备初始作战能力(IOC)。CPS采用直径的1.15米两节火箭助推,能在1小时内命中全球任何角落的目标,这意味着其滑翔极速可达10至20马赫。年10月,在夏威夷海域进行验证弹发射试验,弹着点位于马绍尔群岛周围海域,估算射程至少在公里以上。项目初步计划安装部署在安装大口径发射管模块的“弗吉尼亚”级攻击型核潜艇上。未来可能配备在新一代“哥伦比亚”级改巡航导弹核潜艇与美海军下一代大型水面战舰艇(LSC)上。

由于形体较大,每架B-52只能挂载4枚AGM-A

高超声速空射快速响应武器(ARRW)项目和战术型高超音速武器系统——“作战火力”(OpFires)项目

这两个项目都使用了“战术助推滑翔体”(TBG),并分别配套了不同的发射载体和平台。ARRW项目是前期DARPA和AFRL联合开展的战术助推滑翔(TBG)预研项目的延续,旨在研制一型即在发射的空射型助推滑翔高超声速打击武器。项目最终交由洛马公司负责。

目前,美军已有三个作战司令部(太平洋司令部、欧洲司令部、战略司令部)确认了对ARRW形成早期作战能力的军事需求。ARRW项目也早早的被军方授予型号编号--AGM-A,计划在年形成早期作战能力。这样看起来,这个项目确实与众不同,可以说备受军队各方的青睐。

AGM-A最初被认为采用TBG,但实际可能采用了类似“匕首”的弹头

尽管前景一片大好,但目前的进展却不尽人意,AGM-A的试射过程却屡战屡败。年12月第一次试射前的检测中发现时故障,试射被取消;年4月进行第一次空射助推飞行试验,导弹未能完成发射,最终以失败告终。年7月进行第二次飞行测试,结果再次失败。

根据流出的高清图片细节判断,AGM-A导弹很可能并未按照最初计划,采用“战术助推滑翔”(TBG)项目面对称楔形布局的高超声速滑翔飞行器方案,而是采用了更为成熟的、类似近程弹道导弹的旋成体布局方案,更接近于俄罗斯“匕首”高超声速导弹采用的基于近程弹道导弹改进的技术路线。

美陆军“作战火力”(OpFires)项目

“作战火力”(OpFires)项目由洛·马研发,采用卡车式发射载具,直径1米的可调推力火箭搭载“战术助推滑翔体”,能够在~公里的距离上实时精准打击战术目标,最高速度预计将超过5马赫。系统可从C-货运飞机上部署,以便在陆军和海军陆战队进行远征使用。

另外,美国还有个“先进全速域发动机”(AFRE)项目,旨在开发一款使用碳氢燃料、可在0~5马赫速域内连续运行、具备可重复使用能力的高超声速推进系统。AFRE总体上将采用“涡轮基组合循环发动机”(TBCC)方案,在低速状态下涡轮发动机工作,高速状态下切换至双模态冲压发动机工作,两者共用进气道和尾喷管。作为美军首个高超声速组合循环推进系统研发项目,将为后续高超声速飞机研发奠定重要技术基础。

“先进全速域发动机”(AFRE)采用“涡轮基组合循环发动机”

DARPA设想了一种生存能力强、具备经济可承受性、可在区域拒止环境下执行空中ISR任务的高超声速飞机,并给出了具体性能需求:航程大于千米;飞行速度大于5马赫;飞行高度超过18.3千米。AFRE是研制这种飞机的关键技术之一。AFRE项目计划在年前后实现基于“涡轮基组合循环发动机”动力系统的高超声速飞机验证机首飞,在年前后完成设计定型。

说起来,美国高超声速吸气式武器项目(HAWC),由于吸气路线技术难度太大,但美国却比较执拗地坚持推进。待到中俄采用务实路线装备了滑翔体高超声速武器,美国才恍然大悟,回过头来研发滑翔体技术的巡航导弹AGM-A,也就是ARRW。ARRW是一款助推滑翔导弹,美国空军计划装备到B-52轰炸机。AGM-A本是一个短平快的项目,是美国发现自己在高超声速武器方面落后,暂时放下坚持不懈的吸气式冲压技术路线,转而应用相对容易的滑翔体技术路线研发一个能用的先装备部队。

但AGM-A仍然太大,只能由轰炸机携带。为此,美国空军就启动了高超音速攻击巡航导弹(HACM),主要发展目标是更小的、吸气式的高超声速武器HACM,适用于战斗机。B-52这样的大型轰炸机一次可以携带20枚HACM,而B-52只能携带四枚AGM-A导弹。尽管美国空军拼命赶工,试图争抢第一款实战型高超声速武器,但AGM-A发射试验已连续两次失败,好在HAWC的测试飞行算是挽回了一些颜面。



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