
美空軍“空射快速反應(yīng)武器”概念圖
據(jù)美國“突破防務(wù)”網(wǎng)站4月24日?qǐng)?bào)道,美軍在高超音速武器研發(fā)上不惜投入巨資,不僅同時(shí)推進(jìn)多個(gè)項(xiàng)目,還計(jì)劃在短時(shí)間內(nèi)裝備數(shù)百件高超音速武器,而且“對(duì)所有類型都感興趣”。
美軍的“頭等大事”
報(bào)道稱,去年底上任的美國防研究與工程現(xiàn)代化局局長、高超音速技術(shù)領(lǐng)域?qū)<荫R克·劉易斯4月23日在空軍協(xié)會(huì)米切爾研究所的網(wǎng)絡(luò)會(huì)議上表示,美國防部希望大規(guī)模研制交付高超音速武器,“從速度達(dá)5馬赫以上、較緊湊、較便宜的吸氣式巡航導(dǎo)彈,到速度超過10馬赫的大型火箭助推滑翔導(dǎo)彈,均被納入范圍”。為此,美國防部專門成立一個(gè)辦公室,目標(biāo)是將高超音速武器從“過去10年的極少數(shù)原型彈”提升至“數(shù)百件”。
劉易斯稱,目前美軍作戰(zhàn)部隊(duì)尚未裝備真正意義上的高超音速武器,多個(gè)研發(fā)項(xiàng)目完成時(shí)僅開發(fā)出原型彈,而且數(shù)量是個(gè)位數(shù),無法用來打擊“需要瞄準(zhǔn)的數(shù)千個(gè)目標(biāo)”。他透露,高超音速武器研發(fā)已成為美國防部長埃斯珀和負(fù)責(zé)工程開發(fā)的美國防部副部長格里芬關(guān)注的“頭等大事”,五角大樓正通過一項(xiàng)新的“高超音速加速計(jì)劃”來改善此前時(shí)斷時(shí)續(xù)的研發(fā)方式。劉易斯說:“這意味著在短時(shí)間內(nèi),數(shù)百件高超音速武器將交付部隊(duì)。”
不過,劉易斯承認(rèn),要在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模交付,還面臨一些難題。一方面,大量生產(chǎn)需要生產(chǎn)設(shè)施和設(shè)備,當(dāng)前高超音速原型彈基本由研發(fā)實(shí)驗(yàn)室手工制作,美國防部正努力提升高超音速武器研發(fā)制造的工業(yè)基礎(chǔ),這涵蓋包括中小型專業(yè)供應(yīng)商等多個(gè)環(huán)節(jié),具體協(xié)調(diào)需要時(shí)間;另一方面,控制成本對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)必不可少,也是一項(xiàng)巨大挑戰(zhàn)。目前美國防部尚未明確相關(guān)武器的具體成本,但已要求主要承包商考慮這一問題。
計(jì)劃發(fā)展多種類型
實(shí)際上,高超音速武器不是一種單一的武器。按照動(dòng)力方式和飛行方式區(qū)分,可分為兩種。一種使用吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī),類似于噴氣式飛機(jī)或巡航導(dǎo)彈穿越大氣層飛行;另一種使用火箭助推器,類似于洲際彈道導(dǎo)彈沿太空邊際以弧形軌跡飛行。按照發(fā)射平臺(tái)的不同,也可分為兩種,一種是從一定高度和速度的飛機(jī)上發(fā)射,另一種是從速度相對(duì)較慢的地面陸軍車輛、水面海軍艦艇或水下潛艇發(fā)射。根據(jù)上述特征,美軍將其高超音速武器分為4種類型。劉易斯認(rèn)為,盡管五角大樓目前只有3種方案,但這4類都值得發(fā)展。
第一類是空射助推滑翔式高超音速武器。美空軍的“空射快速反應(yīng)武器”和“高超音速常規(guī)打擊武器”均屬此類,但后一項(xiàng)已被取消,美空軍目前將重點(diǎn)放在前一項(xiàng)上,并認(rèn)為該計(jì)劃別具創(chuàng)新性、更有前途。
第二類是地面(水面、水下)發(fā)射的助推滑翔式高超音速武器,包括陸軍的“遠(yuǎn)程高超音速武器”和海軍的“常規(guī)即時(shí)打擊項(xiàng)目”。這兩種武器共用由海軍研制的火箭助推器和由陸軍研制的通用高超音速滑翔體。陸軍型是從輪式車輛發(fā)射,海軍型是從潛艇發(fā)射。
第三類是空射吸氣式高超音速武器,主要包括“高超音速吸氣式武器概念”和吸氣式超音速打擊武器。這兩個(gè)計(jì)劃目前由美國防高級(jí)研究計(jì)劃局負(fù)責(zé),技術(shù)上最具挑戰(zhàn)性和最尖端,待技術(shù)成熟后將移交給空軍。
第四類是地面(水面、水下)發(fā)射的吸氣式高超音速武器。目前在公開報(bào)道中美國尚無此類計(jì)劃,但劉易斯認(rèn)為,外界最終會(huì)看到這類吸氣式高超音速武器,“我認(rèn)為它非常有前途”。
成本與速度難兩全
有分析認(rèn)為,美軍大規(guī)模裝備高超音速武器,關(guān)鍵是解決成本效益問題。報(bào)道稱,劉易斯對(duì)空射吸氣式高超音速武器尤為關(guān)注,他認(rèn)為這是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模和適度成本的關(guān)鍵,而且造價(jià)比射程相當(dāng)?shù)幕鸺苹桀惛叱羲傥淦鞲阋?。不過,吸氣式超音速打擊武器的速度相對(duì)較慢、技術(shù)難度較大,短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。
火箭助推器是經(jīng)過驗(yàn)證的成熟技術(shù),可提供極大的速度和射程。例如,美國“民兵-3”洲際彈道導(dǎo)彈能以23馬赫速度飛行超過1萬千米。其缺點(diǎn)是彈頭無法大范圍機(jī)動(dòng)。一旦發(fā)射,就像炮彈那樣遵循可預(yù)見的彈道飛行。
助推滑翔武器的重大創(chuàng)新是用敏捷的滑翔體取代了傳統(tǒng)的彈頭。當(dāng)火箭助推器燃盡后,滑翔體與火箭分離并開始滑行,就像石塊在池塘上打水漂一樣靈活地滑躍過大氣層。不過,助推滑翔型武器也有很大局限性。首先,一旦火箭助推器脫離,滑翔體因?yàn)闆]有引擎只能滑行,速度不斷降低,這會(huì)影響其機(jī)動(dòng)能力。第二,火箭發(fā)射動(dòng)力非常強(qiáng)大,將帶來巨大過載和壓力,此類武器的精密電子器件必須經(jīng)過加固才能抵抗振動(dòng)和高溫。第三,火箭不僅需要攜帶燃料,還必須攜帶氧化劑來助燃,因此助推器體積非常大,成本也較高。
相比之下,吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)體積要小得多。它只需攜帶燃料,因?yàn)榭梢詮拇髿庵形昭鯕?。這意味著整個(gè)武器體積可以更小,便于安裝到飛機(jī)上,且在飛行過程中可自由加速而不只是滑行,機(jī)動(dòng)性更強(qiáng)。不過,此類武器需要裝備先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī),例如超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī),這是一種復(fù)雜、昂貴的技術(shù),目前處于試驗(yàn)狀態(tài)。
使用超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī),飛行高度會(huì)受限,因?yàn)轱w得太高,空氣將無法提供所需氧氣。這意味著吸氣式高超音速武器不能達(dá)到與助推滑翔武器相同的臨近空間高度。它們也不能以幾乎同樣快的速度飛行。劉易斯預(yù)計(jì),使用吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行器速度可能達(dá)約7馬赫,這是助推滑翔武器峰值速度的一半或以下。
此外,發(fā)射平臺(tái)也會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生重大影響。水面艦艇、潛艇和加長重型車輛可以比飛機(jī)攜帶更大的武器,但這些武器體積必須更大,因?yàn)樗鼈冃枰獜牡涂?、低速出發(fā),一直到高空、高超音速飛行。相比之下,空射高超音速武器不需要體積太大,因?yàn)樗谧陨戆l(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前已可達(dá)到很高的高度和速度。
總體來看,由于高超音速武器各具特點(diǎn),美軍需綜合考慮技術(shù)難易度、效費(fèi)比等多重因素,才能實(shí)現(xiàn)其野心勃勃的計(jì)劃。(梁國宏 張建明)


 
          




