據(jù)朝中社12日報道,朝鮮國防科學(xué)院1月11日成功進行高超音速導(dǎo)彈試射,擊中1000公里外水域的既定目標。此次試射目的在于,最終確證新開發(fā)的高超音速導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的全盤技術(shù)特性。這是今年以來,朝鮮第二次進行高超音速導(dǎo)彈試射。目前全球多國都在高度關(guān)注高超音速導(dǎo)彈武器的研制與部署,那么高超音速導(dǎo)彈的研制要過幾道關(guān)呢?
第一關(guān):助推器
廣義上的高超音速導(dǎo)彈指最大速度超過5馬赫的導(dǎo)彈。絕大多數(shù)彈道導(dǎo)彈的最大速度也都超過5馬赫,算是廣義上的高超音速導(dǎo)彈。不過,現(xiàn)在提起高超音速導(dǎo)彈,通常只是狹義的高超音速導(dǎo)彈,即以對地打擊為主要任務(wù),主要在大氣層內(nèi)飛行,最大速度超過5馬赫、可實施大幅度機動的導(dǎo)彈。
狹義上的高超音速導(dǎo)彈主要分為兩類。一類為助推滑翔型高超音速導(dǎo)彈。這類導(dǎo)彈大致由助推器和滑翔器兩部分組成。助推器為火箭發(fā)動機,它加速到一定速度和高度后,釋放無動力的滑翔器,滑翔器內(nèi)設(shè)置有制導(dǎo)、控制裝置和戰(zhàn)斗部。其射程和最大速度相關(guān),最大速度越高,射程就越遠。美國當年試驗HTV-2滑翔器的時候,使用了一枚運載火箭,將HTV-2加速到22馬赫,這種滑翔器具備洲際射程。第二類為高超音速巡航導(dǎo)彈。這種導(dǎo)彈先由助推器將其加速到一定速度和高度,然后助推脫離,超燃沖壓發(fā)動機啟動??傮w來看,高超音速巡航導(dǎo)彈需要額外解決超燃沖壓發(fā)動機,其研制難度較大。目前只有俄羅斯的“鋯石”將開始裝備部隊。據(jù)中國軍事專家張學(xué)峰介紹,無論是助推滑翔型的高超音速導(dǎo)彈還是高超音速巡航導(dǎo)彈,都需要首先解決助推器的研制問題。尤其在前者中,助推是整個導(dǎo)彈的唯一動力來源,性能優(yōu)劣很關(guān)鍵。不過,總體上看,助推器的技術(shù)相對傳統(tǒng),屬于高超音速導(dǎo)彈研制的入門技術(shù)。
張學(xué)峰表示,對于助推滑翔型高超音速導(dǎo)彈而言,它的助推器和彈道導(dǎo)彈的火箭發(fā)動機基本相當,很多這類導(dǎo)彈,包括俄羅斯的“匕首”外形上和彈道導(dǎo)彈沒有太大區(qū)別,發(fā)動機幾乎就是使用彈道導(dǎo)彈發(fā)動機。這種發(fā)動機可以是單級的、也可以是多級的,可以是固體火箭發(fā)動機,也可以是液體火箭發(fā)動機。比如,美國空軍的AGM-183A高超音速導(dǎo)彈(如圖)使用了體積小、推力大、能量高的新型固體火箭發(fā)動機,最大射程超過1600公里。但三次試射均以失敗告終,說明高性能的火箭發(fā)動機的研制,也并非一馬平川。當然,高超音速巡航導(dǎo)彈同樣需要助推器,把導(dǎo)彈加速到超燃沖壓發(fā)動機的工作速度。不過,總體而言,這類導(dǎo)彈的助推器所占比重較小。

第二關(guān):滑翔器
研制助推器,只是高超音速導(dǎo)彈研制的第一關(guān)。第二關(guān)——滑翔器才是高超音速導(dǎo)彈的核心領(lǐng)域。通常來說,彈道導(dǎo)彈的彈頭只有在末段、最多再加上臨近末段的中段,才會在大氣層內(nèi)飛行。彈道導(dǎo)彈雖然能在中段進行機動變軌,但主要通過發(fā)動機進行,且機動的范圍較小。彈道導(dǎo)彈彈頭在末段也能實施機動,但范圍較小,其機動主要用于躲避攔截。而助推滑翔型高超音速導(dǎo)彈的一個主要不同在于,彈頭主要在大氣層內(nèi)飛行,并能夠在大氣層內(nèi)依靠空氣動力進行較大范圍的橫向和縱向機動,使得對方很難預(yù)測其打擊點。
張學(xué)峰表示,為了能夠在大氣層內(nèi)進行高效滑行,要求助推滑翔型的導(dǎo)彈在飛行過程中,升力大、阻力小,滑翔距離遠。同時,還要“肚里能裝東西”。其中乘波體的升阻特性最好,但研制的難度相對較大,另外由于其外形扁平,容積較小,目前尚無實用的型號。圓錐體或類圓錐的旋成體容積較大,但升阻比相對較低。最早的助推滑翔型高超音速導(dǎo)彈,例如俄羅斯的“匕首”的滑翔器主要是類圓錐的旋成體,外形和彈道導(dǎo)彈彈頭差別不大,主要通過控制它在大氣層內(nèi)飛行時的迎角來得到一定升力,升阻比較小,總體看研制難度較低。
第三關(guān):超燃沖壓發(fā)動機
高超音速巡航導(dǎo)彈被普遍認為要比助推滑翔型導(dǎo)彈更具優(yōu)勢。因為這種導(dǎo)彈可以通過發(fā)動機吸取空氣中的氧氣,相同的射程、相同的平均速度,其彈體可以做得更小。例如俄羅斯“鋯石”高超音速導(dǎo)彈,可以裝到護衛(wèi)艦的垂發(fā)系統(tǒng)中。而且高超音速巡航導(dǎo)彈總體上更廉價、更經(jīng)濟,便于大量使用。助推滑翔型的高超音速導(dǎo)彈,由于在滑翔階段沒有動力,速度會越飛越低,到末段就成了“強弩之末”,容易給對方攔截系統(tǒng)提供攔截窗口。而高超音速巡航導(dǎo)彈,則可以保持以相對均衡的速度飛行。
但超燃沖壓發(fā)動機的研制卻是一大難點。據(jù)張學(xué)峰介紹,超燃沖壓發(fā)動機可以說是高超音速飛行器推進技術(shù)乃至整個高超音速飛行器技術(shù)體系中的核心技術(shù)。它涉及空氣動力學(xué)、氣動熱力學(xué)、計算流體力學(xué)、燃燒學(xué)、材料學(xué)等多學(xué)科的前沿問題以及很多交叉學(xué)科。“有人形容超燃沖壓發(fā)動機的燃燒室工作,就像是在颶風(fēng)中點燃一根火柴,足見其研制難度。”此外,要想進一步提升高超音速巡航導(dǎo)彈的性能,還要解決氣動推力一體化等技術(shù)。俄羅斯的“鋯石”之所以達到接近裝備部隊的狀態(tài),很大一部分原因在于蘇聯(lián)時期的技術(shù)積累,以及俄羅斯非常重視研制這種具有戰(zhàn)略意義的技術(shù)和武器。(記者 魏 齊)
(來源:環(huán)球時報)
