首发 | 高超音速武器：大国科技竞争的新赛场
自本世纪初以来，美国一直积极发展高超音速武器，作为其常规快速全球打击(conventional prompt global strike，CPGS)计划的一部分。2019年9月17日，美国国会研究服务部(CRS)发布提交美国国会的报告《高超音速武器:背景与呈国会问题》（Hypersonic Weapons: Background and Issues for Congress），对高超音速武器潜在的战略威胁与对现有防御系统带来的挑战进行了分析评估，并分别介绍了美国、俄罗斯高超音速武器研发现状。报告最后讨论了美国国会在审查国防部对高超音速技术项目预算时需要考虑的相关问题，包括任务需求、资金支持、军备控制和对战略稳定的影响。报告内容对于认识高超音速武器的战略价值，了解美俄的发展概况具有较大参考价值，故将其主要内容编译如下，以飨读者。
图1 《高超音速武器:背景与呈国会问题》报告封面
一、
高超音速武器的威胁与挑战
高超音速武器是指以高超音速飞行技术为基础、飞行速度在5马赫及以上的武器。高超音速武器有两个类别：
（1）高超音速滑翔飞行器（HGV）——由运载火箭发射到大气层外或边缘投放，利用地心引力和自身发动机加速，同时做出滑翔机动打击目标。
（2）高超音速巡航导弹——在达到一定速度时，由高速吸气式发动机或“超燃冲压发动机”提供动力以进行高超音速巡航。
与弹道导弹不同，高超音速武器不遵循弹道轨迹，可以在打击目标的途中机动。由于其具有超音速、机动强和飞行高度低等特点，能够对当前的导弹防御系统构成巨大威胁。例如，陆基雷达直到导弹飞行末期才能探测到高超音速武器。图2描述了陆基雷达侦测弹道导弹和高超音速滑翔飞行器的时空差异。这种差异使得指挥层正确评估应对方案和防御系统有效拦截武器的效率大大降低——可能只允许一次拦截尝试。
图2 弹道导弹与高超音速滑翔飞行器的地面探测比较
此外，美国国防官员表示，地面和当前的天基传感器架构都不足以侦测和跟踪高超音速武器，时任美国防部副部长迈克尔·格里芬（Michael Griffin）指出，“美国静地轨道卫星捕捉跟踪高超音速目标相比普遍目标要困难10到20倍。”一些分析人士认为，天基传感器层——与跟踪和火控系统相结合，以引导高性能拦截器或定向能武器——理论上可以为未来防御高超音速武器提供可行的选择。也有分析人士对广域高超音速武器防御的经济性、技术可行性和/或实用性提出了质疑。物理和核技术专家詹姆斯·阿克顿（James Acton）解释，“当前先进的防御系统，特别是末端高空区域防御(THAAD)，能够通过技术升级以防御高超音速导弹，但这些系统的只能对小区域提供保护。为了保卫整个美国本土，需要数不清的THAAD系统。”并且面对复杂的防御系统，美国目前的指挥和控制架构将无法“足够快地处理数据，以应对和压制即将到来的高超音速威胁。”
图3 天基红外预警系统示意图
二、
美俄高超音速武器发展计划
当前在高超音速武器的研发领域，美俄中三国处于第一梯队，且各有优势。本节分别介绍三国发展高超音速武器的战略目的与显著特点。
1.美国依托各军种开发高超音速武器
美国国防部(DOD)依托海军、空军、陆军和国防部高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）积极开发高超音速武器。
根据公开的信息，美国正在进行的一些主要高超音速武器计划见下表：
表1 美国高超声速武器计划
项目名称 | 2019财年预算 （百万美元） | 2020财年预算 （百万美元） | 时间计划 |
常规快速打击武器 （IR CPS） | 11.25 | 593.12 | 2024年进行潜射试验 |
陆基高超音速导弹 | 0 | 228 | 2023年前进行飞行试验 |
AGM-183A空射快速反应武器（ARRW） | 219.23 | 286 | 2022年前进行飞行试验 |
高超音速常规打击武器（HCSW） | 289.628 | 290 | 2020年前完成关键设计 |
战术助推滑翔飞行器（TBG） | 147 | 162 | 2020年进行飞行试验 |
先进全量程发动机（AFRE） | 51.288 | 40.741 | 2020年进行试验 |
作战火力计划（OpFires） | 40 | 50 | 2020年完成整体系统研究和推进系统关键技术研发；制定2020年初步飞行试验计划 |
吸气式高超音速武器概念（HAWC） | 14.3 | 10 | 2020年完成飞行试验
|
美
美国高超音速武器开发计划力图结合各军种的战略需要，将现有的常规快速打击武器与高超音速滑翔武器相结合，以满足不同军种的作战环境。美国海军正在研制一种由马赫数为6的陆军原型导弹改装而成的滑翔飞行器，借由此种武器，海军的中程常规快速打击武器计划有望将通用滑翔器与潜射助推器结合。美国陆军的陆基高超音速导弹计划将滑翔飞行器与两级地面发射助推器系统结合，以期为陆军提供一种新式战略攻击武器系统，使得美国陆军能够对抗中国的反介入/区域拒止战略，并具备短时打击高回报目标的能力。美国空军的高超音速武器计划预计将把常规滑翔飞行器与从B-52轰炸机上发射的装备固体火箭推进器的导弹相结合，该型导弹配备GPS导航系统，能为HGV提供更高的打击精度。
图4 美国空军AGM-183A“空射快速响应武器”
此外，DARPA计划与空军合作，继续测试战术助推滑翔武器（Tactical Boost Glide, TBG）。这是一种楔形高超音速滑翔飞行器，能够以马赫数7飞行。下一步，DARPA的作战火力计划试图利用TBG技术开发陆基发射系统，该系统将使用先进的战术导弹突破潜在敌人的防空系统，快速精准地打击关键目标。从长远考虑，DARPA力图进一步开发高效、经济的空射高超音速巡航导弹，该类导弹采用吸气式发动机，并且能在新一代战略轰炸机上进行发射。
除发展高超声速武器外，美国也在论证与开发高超声速武器防御系统。美国导弹防御局（Missile Defense Agency，MDA）探讨了高超音速导弹防御方案，包括拦截导弹、超高速射弹、激光枪以及电子攻击系统。MDA正在评估天基（低地球轨道）传感器层防御的建议，该传感器层理论上可以扩大探测和跟踪潜在威胁导弹的范围，这是高超音速导弹防御的关键要求。
2.俄罗斯或已列装高超声速武器
为应对美国近年来在欧洲的反导系统部署，俄罗斯加快了高超音速武器技术的研发。俄罗斯正积极寻求能够在接近目标时机动变轨的高超音速武器，并将其视作突破美国导弹防御系统和恢复其战略稳定的可靠手段。
俄罗斯正在实施两项高超音速武器计划——“先锋”（Avangard）和“锆石”（3M22 Tsirkon）。“先锋”高超音速巡航导弹是一种由洲际弹道导弹（ICBM）发射的高超音速滑翔飞行器，可携带核弹头。报告表明，“先锋”高超音速巡航导弹已经在SS-19洲际弹道导弹的发射中进行了测试，但俄罗斯最终计划使用RS-28作为其发射平台。
图5 Avangard高超音速导弹（图源俄罗斯卫星网）
“锆石”则是一种舰载高超音速巡航导弹，能够以6到8马赫的速度飞行，非常适合执行海上反舰任务。“锆石”高超音速巡航导弹的射程约为250至600英里，可从潜艇和水面舰艇平台发射。该型导弹除可在米格-31和苏-34远程攻击战斗机上部署外，还可以使用图-22M3战略轰炸机进行空中发射。
三、
美国国会核准高超音速武器预算时应当考虑的问题
随着美国国会在年度授权和拨款过程中核准五角大楼对美国高超声速武器研发的计划，它需要考虑关于高超声速武器基本原理、预期成本以及对战略稳定和军备控制的影响的问题。本节概述了其中一些问题。
1.研发目的
目前的高超音速武器停留在概念论证、技术验证层面，国会暂时不会做出采购高超音速武器的决定，而是在成功研制原型机、以确定最可行的总体武器系统概念之后，根据测试结果和面临的局势再做出决策。当国会对美国高超音速武器项目进行批准时，应当质询国防部对高超音速武器潜在任务的评估、执行这些任务的替代方案的成本分析，以及对可能需要使用或防御高超音速武器的天基传感器或自主指挥控制系统等新技术的评估。
2.资金考虑
报告指出，对高超音速导弹防御项目的拨款不足以支持导弹防御局的研发计划。鉴于高超音速武器缺乏明确的任务要求，对国会来说，评估高超音速武器项目、支持测试的基础设施和高超音速导弹防御的资金平衡是一个难题。
此外，众议院拨款委员会在其关于国防部2020财年拨款法案的报告（H.Rept. 116-84）中指出，“高超音速研究的快速增长有可能带来系统冗余和管理困难，从而增加总体成本。”委员会建议国防部“制定并实施高超音速技术综合科学技术路线图”，该路线图应当对国防部的高超音速武器计划进行顶层设计，并确定各项研制计划的优先等级。
3.战略稳定
高超音速武器以其快速打击能力与机动性迫使各国决策层在面对可能的高超音速武器打击时在极短的时间内做出判断，这增加了误判的风险，最终可能导致局势失控。此外，由于无法识别高超音速武器是否携带核弹头，这种武器反而会造成难以挽回的结局。正如联合国的一份报告所指出的，“即使一个国家确实知道向其发射的HGV未携带核弹头，但它仍然可能判断这种武器具有战略性质，而不管发射武器的国家如何看待这种武器，并据此作出战略回应。”高超音速武器的发展无疑是对大国间战略稳定的一种挑战。
值得一提的是，部分专家认为常规导弹一旦在交战中进行饱和式打击，现有的导弹防御系统将形同虚设，而这将大大降低高超音速武器的战略地位。
4.军备控制
2020年美俄签署的《新削减战略武器条约》（Strategic Arms Reduction Treaty，New START）是一项旨在限制美俄间进攻性战略武器的条约，但限制范围目前还不包括那些在在弹道轨道上飞行时间少于50%的武器，高超音速滑翔飞行器和高超音速巡航导弹恰好被排除在外。该条约第五条规定，“当缔约一方认为正在出现一种新的进攻性战略武器时，该缔约方应有权提出这种进攻性战略武器的问题，供双边协商委员会审议。”一些法律专家认为，美国可能会在双边协商委员会上（Bilateral Consultative Commission，BCC）提出谈判，将高超音速武器纳入新的《削减战略武器条约》中。然而，该条约将于2021年到期，除非延长至2026年，否则该解决方案只能是是暂时的。
另一种选择是进行一项新的国际军备控制协议谈判，暂停或禁止高超音速武器试验。可行措施包括提高国际透明度和建立信任措施，例如交换武器数据；进行联合技术研究；提前知会试验时间；限制海基试验。
四、
结语
近年来，高超音速导弹的研制已经成为世界航空航天强国聚焦的重点领域。与传统弹道导弹相比，高超音速导弹具备速度快、突防能力强、难以侦测与拦截等优势。美俄的高超音速武器根据不同军种的实际作战环境，考虑了陆基、空基、海基甚至潜射的应用场景，这对高超音速武器的开发提出了更高的要求，但同时能够将已有的成熟技术引入新型装备中。高超音速武器的研制是一个庞大的系统工程，需要配备复杂、多样的试验设备，在资金支持与技术开发层面，各部门、军种间的协调沟通是必须的，通过明确的任务诉求，建立清晰的技术路线图有助于确定武器开发的优先级，以此节约成本，提高研发进度。
高超声速导弹的防御是重中之重，其突防能力的提升对侦测、追踪和拦截提出了更高的要求，立体化的空间防御系统仅能做到侦测与追踪，拦截高超音速武器或许需要开发新的技术。更加短、平、快的响应体系和决策系统是面临高超音速作战态势下需要发展的军事、指挥体系，如何在短时间内分析局势，并给出应对方案，这不仅对指战员提出了更高的要求，还对信息的收集、整理系统给出了巨大挑战。
在应对高超音速武器可能带来的战略平衡变化，我们需要保持足够的战略定力，积极参与国际间的相关协商谈判，立足我国积极防御的军事战略方针，秉持着开放、合作、交流的原则发展相关技术，防止这一领域的军备竞赛，维护国际和平、安全与稳定。
THE END
文字 | 范博、文力浩、龙 坤（国防科技大学）
图片 | 来源于网络
编辑 | 谢士娇
审阅 | 李泽森
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