彈道上的舞者：高超聲速導彈有何來頭？

劉紓驊

6月6日，伊朗德黑蘭，高超聲速導彈“法塔赫”在揭幕儀式上亮相

當地時間6月6日，伊朗高調發布該國首款高超聲速導彈“法塔赫”（征服者），伊朗總統易卜拉欣·萊希及伊斯蘭革命衛隊總司令侯賽因·薩拉米等高官現身發布會。

根據伊方公布的數據，法塔赫射程為1400千米，最大速度達15馬赫，“可于400秒內打擊以色列境內目標”。

2022年11月，于2011年在導彈基地爆炸事件中罹難的“伊朗導彈之父”哈桑·穆加達姆的紀念儀式上，伊方宣布高超聲速導彈研制成功。今年5月，伊朗首次宣布一款高超聲速導彈已通過所有測試，將很快正式亮相。

該導彈“可以突破任何反導防御系統”，“要到幾十年后，人類才有可能研制出可攔截它的反導系統”。由于國際輿論普遍認為，穆加達姆的死亡與以色列有關，法塔赫針對的反導系統，大概率為以色列的“鐵穹”，及近期在俄烏戰場大出風頭的“愛國者”。“法塔赫”的面世，使伊朗正式加入了“高超聲速俱樂部”。

“高空打水漂”

高超聲速導彈是近年諸軍事大國競逐的新賽道，也是軍事領域受到高頻矚目的話題。“高超聲速導彈”是個易于混淆的概念—并非某段彈道速度超過5馬赫的導彈都是高超音速導彈，它在彈道與發動機等范疇，與常規彈道導彈有著較大區別。高超聲速導彈技術并非近年的產物，它的出現經歷了漫長的技術積累。

早在上世紀三四十年代，德國工程師們在研究重型火炮射程時，發現采用特殊構型的箭型炮彈，可以命中遠超普通圓錐形炮彈射程的目標。他們發現，箭型炮彈處于彈道拋物線頂點時，彈頭可與前進方向呈迎角，擠壓前方的大氣—大氣為彈頭提供了額外的升力，類似以扁石打水漂，使彈頭以跳躍的方式前進，大幅增加了射程。

二戰之前，由于戰爭需要，德軍委派頂級火箭專家馮·布勞恩團隊進行了“A”系列火箭的開發，其中部分型號（A-4B、A9）的氣動布局，已初步具備高超音速導彈的雛形，它們最早采用了“助推—跳躍”式彈道設計。

1941年，德國軍方對美國參戰的可能性進行了縝密評估后，決定開發一款可自歐洲起飛、跨洲襲擊美國本土的轟炸機作為戰略武器。飛行器專家尤金·桑格爾加入了該“美國轟炸機”項目。

并非某段彈道速度超過5馬赫的導彈都是高超音速導彈。

6月7日，伊朗德黑蘭，“法塔赫”導彈的巨型海報

尤金·桑格爾等人設計的飛機“銀鳥”

桑格爾與其未婚妻布蕾特等專家設計了一種充滿了超前奇思妙想的飛機“銀鳥”：“銀鳥”擬由火箭推進器驅動，采用滑橇起落架在長達3千米的滑軌上起飛，當爬升至亞軌道高度（約145千米）后停機下降，穿入大氣層后調整仰角，使機體被空氣阻力彈出，連續以“打水漂”的形式越過大西洋，在美國本土投彈后，還可越過太平洋，在日控亞洲某地或日本降落，總航程達到史無前例的2萬千米以上。

雖然由于技術原因，“銀鳥”最終止步于設計稿及模型機，但它的科幻式設計令桑格爾聲名鵲起。戰后，他成為世界宇航學會首任主席，畢生致力于宇航事業，“助推—跳躍”式彈道，也被普遍稱為“桑格爾彈道”。

錢學森彈道：自由滑翔

1945年5月2日，美軍44步兵師在巴伐利亞山區抓獲了一名俘虜，他對審訊自己的亞裔陸軍航空兵上校說：“我的哥哥是發明V-2火箭的沃納·馮·布萊恩，我們決定向貴軍投降。”在這位馬格努斯·馮·布萊恩的幫助下，亞裔上校在德國加爾米施-帕滕基興尋獲了那位未來的“現代航天之父”，并火速將其轉移到慕尼黑，最終運往美國。這位立下大功的上校名叫錢學森。

這一搶在蘇聯之前招募德國專家，繼承納粹科技遺產的計劃，被稱作“回形針行動”。時任美國噴氣推進實驗室火箭組組長的錢學森，在行動中起了重要作用。

攜帶“匕首”導彈的米格-3 1I戰斗機

美國大量吸收納粹科學家后，火箭及航天事業得以在雄厚基礎上，走上發展的快車道。錢學森于1949年回歸母校加州理工學院任教，繼續進行動力學研究。他提出過一種自紐約直飛巴黎的空天飛機設計：該飛機由火箭推進器驅動至大氣層外；再入大氣層后，采用氣動滑翔方式飛向目標，飛行軌跡并非傳統拋物線，進入大氣層后可自行變軌。此種“助推—滑翔”型軌道，在中國被稱為“錢學森彈道”。

“矛”與“盾”的你追我趕

雖然兩種彈道的理論已被提出，卻并未受到軍事強國較高重視。未能迅速發展出高超聲速武器，除了當時科技水平未臻高超外，也與各國反導水平較低、彈道導彈命中率高有關。

冷戰期間，北約、華約兩大陣營部署的足以毀滅地表的戰略核武器群，如同頭頂高懸的達摩克利斯劍，令彼此投鼠忌器。為此，雙方均開始研究反導系統，以期在核戰爭中減少損失。

“銀鳥”最終止步于設計稿及模型機，但它的科幻式設計令桑格爾聲名鵲起。

為了針對以拋物線運行的彈道導彈，美蘇在冷戰中相繼研制了多種反導系統，如美國的“奈基—宙斯”“斯普林特”“斯帕坦”等反導導彈；蘇聯的S-200“織女星”、A-35“橡皮套鞋”反導系統等。

早期反導技術主要使用小當量核武器，在對方導彈飛行末段進行攔截，可稱殺敵一千、自損三百的模式。對此，戰略導彈也發展了多彈頭及末端彈道變軌等技術反制。在海灣戰爭時，MIM-104“愛國者”反導系統對伊軍多枚“飛毛腿”導彈精準攔截的高光表現，使各軍事強國意識到，常規導彈技術升級刻不容緩。于是，高超聲速導彈項目密集啟動。

最早在高超聲速武器領域取得突破的，不出意外，是軍事領域投入全球第一的美國。上世紀90年代，美國就開啟了高超聲速飛行器的項目，并在2004年成功試射了以9.7馬赫，創下當時吉尼斯人造飛行器最高速度紀錄的X-43飛行器。

次年，X-51A高超聲速飛行器也被設計成功；2013年，X-51A創造了240秒內保持5馬赫速度飛行的新紀錄。這兩款飛行器均采用了乘波體構型和沖壓發動機。

上平下尖的乘波體構型，是部分高超聲速飛行器極具代表性的外觀。它曾在上世紀60年代被運用到XB-70“女武神”轟炸機項目，后項目終止，在超高聲速飛行器項目中重新得到啟用。乘波體構型利用下表面的尖銳部分壓縮空氣產生激波，激波為飛行器提供了升力，所以這種構型被稱為“乘波體”。

而沖壓發動機則被稱作繼螺旋槳及噴氣式引擎后的第三次航空革命，是發展高超聲速飛行器繞不開的核心技術，它可使燃料在超聲速氣流中燃燒。在使用液態氫燃料時，搭載其的飛行器飛行速度最高可達到25馬赫左右。上述這兩款導彈屬于高超聲速武器中的“沖壓彈”（HCM），也可稱為高超聲速巡航導彈。2020年，由于技術原因，項目宣告終止。

以色列拉斐爾公司開發出名為“空天音速”（Sky Sonic）的反導系統

美國同時也在研發AGM-183A“箭”、HAWC“鷹”、LRHW等項目，這幾款導彈屬于滑翔式高超聲速導彈（HGV）范疇，通過空射，陸上機動發射等方式試驗，但項目進展普遍不夠順利，甚至無奈下馬。

在高超聲速導彈武器裝備速度上，美軍被俄軍的“先鋒”“鋯石”和中國人民解放軍的“東風17”“東風21”大大領先。在2021年，朝鮮宣布高超聲速武器“火星-8”試射成功。美國在2023年終于公告，提前正式部署了“LRHW”高超聲速導彈系統，搶在朝鮮之前，成為第3個正式列裝高超聲速導彈的國家。

2023年6月21日，據美國《防務新聞》消息，美軍于該月17日成功試驗了新款高超聲速武器MACH-TB。此款新式武器是否可以一掃之前類似項目的頹勢？全世界拭目以待。

“匕首”刺不進“愛國者”？

在俄烏沖突陷入僵局后，俄羅斯開始尋求以科技優勢破局。2022年3月19日，俄軍發射1枚Kh-47M2“匕首”高超聲速導彈，成功擊毀烏軍的大型彈藥庫，這也是高超聲速武器的首次實戰。沖突至今，“匕首”導彈以米格-31I戰斗機為載具，多次攻擊烏境內的目標。

“匕首”導彈可以稱為高超聲速導彈的入門款，它采用相對基礎的雙錐體構型，最高速度為10馬赫。俄羅斯總統普京曾稱，“匕首”無法被任何反導系統擊落。

2023年5月，烏軍宣稱使用“愛國者”防空系統成功攔截了多枚“匕首”。俄方對此未做正面回應，只宣稱“匕首”擊毀一套“愛國者”，真相再次撲朔迷離。由于“匕首”導彈的基本技術來自前身“伊斯坎德爾”導彈，其原始設計并非高超聲速導彈，在先進程度上不及“先鋒”“鋯石”。

對俄軍來說，如果較低端的“匕首”確實被擊落，似乎也并非全然無法接受，反而有了亡羊補牢、改進技術的機會；而對烏軍來說，擊落敵方最先進武器之一，無疑可以極大提振士氣。

在伊朗發布法塔赫后不久，以色列在6月16日宣布，拉斐爾公司開發出名為“空天音速”（Sky Sonic）的反導系統。此系統擁有“獨一無二的技術優勢”，可發射速度達10馬赫的攔截彈，于20—70千米高度攔截目前任何類型的高超聲速導彈。

巴以沖突中，“鐵穹”反導系統的出色表現證明，以色列的反導水平無疑可居世界前列。6月28日，法國也宣布成功發射以運載火箭為載具的高超音速滑翔飛行器VMAX。此次以色列針對伊朗的出招，強硬拋出“空天音速”系統，令軍事觀察家們驚呼“新格局下的矛盾大戰已經展開”。

責任編輯吳陽煜 wyy@nfcmag.com