高超音速武器開啟戰爭新態勢

高峰

好萊塢科幻大片《變形金剛2》中，美軍用戰艦前甲板上的神秘武器發射了高超音速炮彈，對金字塔頂的“大力神”予以毀滅性打擊，這件武器就是未來高超音速動能武器的典型代表——電磁炮。

高超音速，是指物體的速度超過5倍音速（約合每小時移動6000千米）。高超音速武器主要包括高超音速飛行器和動能武器兩大類。其中高超音速飛行器主要包括高超音速導彈、高超音速飛機以及空天飛機等。它們采用的新型沖壓發動機被稱為“第三次動力革命”，因此高超音速飛行技術也被視為下一代飛行技術。動能武器又稱高超音速射彈武器，是將射彈推進到5倍音速以上，通過直接碰撞的方式摧毀目標的武器裝置。動能武器的典型代表是電磁軌道炮。

目前，美俄兩國高超音速武器研發處于全球頂尖地位，法國、德國、日本等國家也正在加快高超音速武器技術研發的步伐。那么，為何世界各國都對高超音速武器的研制趨之若鶩呢？

作為戰略武器，洲際彈道導彈能夠實現打遍全球的目標，但是它的成本太高。如果使用短程戰術導彈又必須考慮建立前沿基地，同樣代價不菲。因此，為了滿足未來“全球快速打擊”的能力需求，各軍事強國急需一種成本夠低、速度夠快、射程夠遠的新型飛行器，于是高超音速武器就成為軍事強國的不二選擇。

根據以往美軍發動空襲的過程來看，為了攻擊預定目標，美軍大多需要出動眾多空中力量，如戰斗機接力護航、預警機空中指揮、加油機定點保障、電戰機開路護送等，才能順利打開敵方的防空缺口并攻擊目標。一旦使用高超音速武器，如新型導彈，僅憑它急如閃電的速度和大多防空武器難以企及的高度，就可以孤身犯險，完成對敵方防線內的目標攻擊任務。

節約發射成本

以往的高超音速飛行器大多以火箭為動力，如美國“大力神”運載火箭向近地軌道（約100～200千米高）運送13噸載荷，要消耗燃料600噸以上，其中大部分是氧化劑。新型高超音速飛行器X-51采用超燃沖壓發動機吸入空氣充當氧化劑，因此，飛行器上僅需攜帶燃料即可。加之高超音速飛行器大多在6萬米高空飛行，那里空氣稀薄，飛行阻力只有傳統飛行器的幾十分之一，加上低阻力的外形設計，無需消耗太多燃料就能維持高空超高速飛行。如果利用從空氣稀薄區進入空氣稠密區時氣壓反彈的“打水漂”彈道設計，高超音速飛行器的飛行速度及距離都能有效維持。

為了減重，目前世界高超音速飛行器的研發更多采用無動力或微動力滑翔技術。美軍的“獵鷹計劃”目前正在發展的通用航空飛行器（CAV），要實現5500千米的滑翔距離和2200千米的橫向機動能力，增強型通用航空飛行器（ECAV）要求機動性能再增一倍。因此，為了實現同一作戰目標，高超音速飛行器的發射成本都較低廉。而X-37B空天飛機的發射和運行成本，以及重復利用率都遠勝于已退役的航天飛機，這早已是不爭的事實。

節約制造成本

飛行器的最大速度及最遠飛行距離究其根源取決于發動機。傳統噴氣式發動機結構復雜、零件繁多，對精密制造、組裝測試的要求都極高。而在飛行速度達到3馬赫以上時，空氣的沖壓比可達到37，發動機無需壓縮機，只需直接噴注燃料即可。因此，超燃沖壓發動機的總體結構類似一個帶擾流板的腔體，僅由進氣道、燃燒室及噴管組成，需要安裝的活動部件少。較之噴氣式發動機而言，其生產工藝相對簡單，便于大規模制造，且易于降低成本。

美國空軍研究實驗室高速系統分部的羅伯特·梅謝爾聲稱：“目前，高超音速飛行技術就是世界航空界潛在的前沿領域之一。”在美國空軍的“全球快速打擊計劃”中，高超音速武器是優先研發的項目之一，并成為空天防御領域的重大現實威脅。

飛得高、跑得快、突防能力強

防空系統能否攔得住目標，既取決于防空導彈自身的性能，也取決于預警系統能否及時發現目標、解算出目標飛行軌道、預判出防空導彈發射窗口，以及與目標的空中迎擊點。這些作戰要素還必須及時傳輸給指揮系統，引導防空導彈作戰。由于高超音速武器飛行中段大都在6萬米甚至更高的高空飛行，除標準-3導彈等專打大氣層外目標的反導武器之外，大部分裝備常規發動機的戰術防空導彈根本就夠不著！如俄羅斯的C-300/400地空導彈，最大射高都在3萬米左右，因此大多數反導武器不得不把反導的注意力集中在目標的起飛和最后攻擊階段（末制導階段）。而高超音速武器起飛階段只有區區90秒，而且遠離敵方地基防空系統，即使敵方發現也難以及時進行解算并攔截。因此，末制導階段就成為各國的重點反導攔截階段，但此階段高超音速武器的速度大多高達6馬赫以上，甚至十幾馬赫，幾乎達到洲際導彈的末段速度！如美國計劃在2016年試飛的新型HX高超音速飛行器，據稱計劃速度達到20倍音速。

目前，除美國具備較強的全球早期預警能力外，其他國家的早期預警能力都較弱。發現并確定小型高超音速武器目標時，攻擊距離往往就只剩下500千米左右，只能提供4分鐘甚至更短的反應時間，地面反導武器已難以完成發射準備。如C-400地空導彈從接到作戰命令，到進入發射狀態需要5分鐘。退一步說，即使地空導彈成功發射，面對疾如閃電的攔截目標，速度較慢的地空導彈幾乎無從招架。如果攔截目標此時再進行機動變軌，或采用多彈頭技術，地空導彈的引導系統要重新解算并引導攻擊就難上加難。這也是目前各國都無法攔截遠程洲際彈道導彈的主要原因。

身手敏捷難以預測

高超音速武器的飛行軌跡復雜得令人難以判斷。由于采用了空氣稀薄區和稠密區的大氣激波反彈原理，它在飛行中段大多通過大氣激波提供升力，以類似“打水漂”的方式行進，就像騎著震幅漸弱的正弦波一樣向目標上空疾馳。因此，高超音速武器又被稱為“馭波武器”。這種彈道與所處瞬時位置的大氣層密度差值密切相關，對方幾乎難以判斷和攔截。而X-37B空天飛機是美軍獲得進入近地軌道、低成本可重復使用的最有效手段，X-37B以2.5萬千米的時速在軌運行，加之其具備快速變軌能力，敵方很難對其定位并攻擊。

據計算，1.5千克的高超音速飛行體的動能就足以使一座橋梁解體。因而，除了高超音速突防能力強外，打擊威力巨大也是各國爭相研發高超音速武器的原因。目前，美國軍方對高超音速巡航導彈侵徹力的要求是對鋼筋混凝土6～11米，對一般土層則要達到40米。

動能武器打擊威力主要通過射彈的動能以及運載炸藥量（填充滿炸藥時）來衡量，而有的高超音速武器如電磁炮、“箭-2”攔截彈干脆不裝炸藥，僅憑自身動能直接撞擊的方式就能摧毀目標。根據動能公式EK=[12]mv2，在質量相同的情況下，速度越快，打擊目標的動能就越大。作為動能武器的電磁炮依靠電磁軌道給彈丸定向加速，具有推力大、射向穩、隱蔽性好、發射能量可調和經濟實惠等諸多優點。2010年12月，美國海軍研發的電磁炮發射了20磅的彈丸，以5倍音速精確擊中了200千米外的目標，其射程是該國常規武器的10倍，而且威力驚人。美國海軍計劃給未來戰艦裝備的電磁炮射程達321千米，能在敵艦防區外發動攻擊。如果說電磁炮已經備受人們的關注，那么2012年曝光的一款名為“上帝之杖”的太空武器則更吸引眼球。據稱，美軍計劃依托太空平臺搭載大量高密度金屬棒，在衛星制導下利用小型火箭助推和自由落體產生的巨大動能，可在任何時間對地球上任何地區的高價值戰略目標實施快速、精確打擊，并能毫不費力地摧毀大型建筑群和幾百米深的地下掩體。“上帝之杖”能發揮類似核武器的威力，又沒有核輻射的隱憂。由此看來，高超音速武器的確能帶來“點石成金”的效果！

從某種角度上講，社會發展史是世界各國的科學競爭史。當國家之間出現科技代差時，實力弱的一方就失去了話語權，危機必然隨之降臨。因此，一個國家的科技創新一旦停滯就會落后于時代，落后就會挨打！因此爭奪軍事科技的制高點也成為當代各軍事強國紛紛致力研發的原動力。