俄羅斯經(jīng)濟(jì)正在金融風(fēng)暴下爬行，不過(guò)俄航天部門最近卻不斷放出“重大利好消息”。聯(lián)邦航天局10月28日提出將研制一款兆瓦級(jí)核動(dòng)力飛船，希望于2021年用它帶著俄國(guó)人搶先“占領(lǐng)”火星；而在兩個(gè)月前的莫斯科航展上，一系列由俄國(guó)防部牽頭開(kāi)發(fā)的“太空戰(zhàn)略武器”也第一次集體亮相。

在2009年8月18日舉行的莫科斯國(guó)際航空航天展(MAKS2009)上，東道主俄羅斯展示了其近年來(lái)最新研制的多款亞空間及空間軌道飛行器，這些飛行器普遍具有高超音速性能，代表了俄羅斯甚至世界在該領(lǐng)域的最高發(fā)展水平，因此引起了各國(guó)廣泛觀注。

高超音速飛行器一般來(lái)講指的是最大飛行速度超過(guò)音速5倍以上，也就是飛行時(shí)速至少要達(dá)到5000公里以上的飛行器。世界各國(guó)對(duì)高超音速飛行器的研制由來(lái)以久，早在上世紀(jì)50年代末，美國(guó)X－15試驗(yàn)機(jī)就曾在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)大推力下實(shí)現(xiàn)了人類歷史上首次高超音速飛行。在70～80年代末的冷戰(zhàn)后期，蘇、美、法等航空強(qiáng)國(guó)都曾爭(zhēng)相發(fā)展本國(guó)的高超音速飛行器，并將其看成未來(lái)科技和軍事領(lǐng)域的新制高點(diǎn)。

高超音速老將——“射手”

蘇聯(lián)早在上世紀(jì)80年代就有高超音速飛行器的發(fā)展計(jì)劃，并在80年代末90年代初進(jìn)行了超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)空中點(diǎn)火的試驗(yàn)。當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)在沖壓式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)上占有優(yōu)勢(shì)，無(wú)論是所用材料和還是整體技術(shù)水平都超過(guò)同時(shí)期的美歐各國(guó)。而超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)則是研制高超音速飛行器的最核心技術(shù)。

雖然在冷戰(zhàn)之后，除財(cái)大氣粗的美國(guó)外，其它國(guó)家在高超音速飛行器研制速度有所放慢。不過(guò)近年來(lái)，作為傳統(tǒng)航空航天器研制大國(guó)的俄羅斯在國(guó)家經(jīng)濟(jì)有所好轉(zhuǎn)之后，還是推出了多種先進(jìn)的高超音速飛行器項(xiàng)目，其中最早被公開(kāi)的型號(hào)為FⅡⅡ-31“射手”。該飛行器在進(jìn)入新世紀(jì)之后曾多次亮相莫斯科航展。

“射手”高超音速飛行器項(xiàng)目始研于上世紀(jì)末，F(xiàn)ⅡⅡ是俄語(yǔ)“高超音速飛器”的意思。該項(xiàng)目由俄羅斯國(guó)防部主管研制，具體設(shè)計(jì)單位是位于莫斯科近郊的中央航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究院及格羅莫夫試飛院?！吧涫帧卑惭b有中央航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究院研制的超燃沖壓式發(fā)動(dòng)機(jī)，它與同時(shí)期美國(guó)x-43試驗(yàn)機(jī)的技術(shù)指標(biāo)基本相當(dāng)?，F(xiàn)在來(lái)看，無(wú)論是俄羅斯的“射手”還是美國(guó)的X-43，兩國(guó)當(dāng)時(shí)研制高超音速飛行器的主要目的都是為了試驗(yàn)和獲得超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步發(fā)展高超音速導(dǎo)彈和載人飛機(jī)提供技術(shù)支持。

“射手”為圓柱形機(jī)身，頭部為尖椎體，尾部無(wú)收縮。機(jī)身前段兩側(cè)各有一個(gè)有下反角的截尖三角下單翼，機(jī)身尾部偏下兩側(cè)又分別有一個(gè)止反梯形尾翼和一個(gè)下反梯形尾翼，機(jī)身尾端略向后伸出發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管。發(fā)動(dòng)機(jī)直接裝在飛行器腹部。飛行器尾端可以串聯(lián)一組固體火箭助推器。整個(gè)飛行器長(zhǎng)8.05米，機(jī)身最寬處為1.71米，機(jī)體高1.87米，翼展約3米，起飛重量為3800公斤?！吧涫帧辈捎靡簹錇橹饕剂?，可裝載約300升。

在使用時(shí)，“射手”由米格31截?fù)魴C(jī)攜帶進(jìn)，18000米以上的高空并達(dá)到2馬赫以上初始速度，然后脫離母機(jī)進(jìn)入遙控飛行。分離后，串聯(lián)在“射手”尾端的固體火箭助推器啟動(dòng)，助推器將該機(jī)加速到最大10馬赫的速度后被拋棄，此后超音速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)工作30-60秒的時(shí)間。燃料用盡后，“射手”放出機(jī)載的降落傘進(jìn)行回收?！吧涫帧痹诙啻螠y(cè)試中的飛行速度在2-10馬赫之間，工作高度在18000-35000米的亞空間軌道上。

據(jù)悉，“射手”高超音速飛行器曾在2004年進(jìn)行了首次飛行，本來(lái)首次試驗(yàn)后應(yīng)再進(jìn)行一些試驗(yàn)，但后續(xù)試驗(yàn)的詳細(xì)情況均未見(jiàn)報(bào)道。只是在2004年后的歷次莫斯科國(guó)際航展上都少不了其大尺寸模型和圖片展示，在剛剛結(jié)束的MAKS2009上當(dāng)然也不例外。

FⅡⅡ－A兀追逐14馬赫

在“射手”高超音速飛行器的試驗(yàn)取得階段性成果后，俄中央航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究院聯(lián)合格羅莫夫試飛院?jiǎn)?dòng)了更加先進(jìn)的FⅡⅡ－AⅡ系列高超音速飛行器的研發(fā)。為此，中央航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究院專門為FⅡⅡ－AⅡ系列飛行器研制了推力更大、穩(wěn)定性更好的新型超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)。不過(guò)，有關(guān)這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的具體性能俄方尚沒(méi)有透露，目前已知的只是這種新型發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)十分復(fù)雜。中央航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究院在設(shè)計(jì)時(shí)廣泛借助了最新開(kāi)發(fā)的電腦輔助設(shè)計(jì)軟件技術(shù)，而該技術(shù)的運(yùn)用使超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)紊亂的空氣熱力學(xué)流動(dòng)得到比以往有效得多的模擬試驗(yàn)。

FⅡⅡ－AⅡ系列飛行器的整體氣動(dòng)外型設(shè)計(jì)和風(fēng)洞調(diào)試工作由格羅莫夫試飛院具體負(fù)責(zé)。目前，F(xiàn)ⅡⅡ－AⅡ系列已發(fā)展出了兩個(gè)外形迥異的型號(hào)：FⅡⅡ－AⅡ及FⅡⅡ－AⅡ-02。前者頭部扁平，整個(gè)外形像一把鋒利的木工刀，其大尺寸模型曾在2007年莫斯科國(guó)際航展上展示過(guò)。而今年展出的后者模型在氣動(dòng)外形上又向傳統(tǒng)的“射手”外形回歸。兩種型號(hào)的設(shè)計(jì)之所以有這樣大的變化主要是因?yàn)楫?dāng)高超音速飛行器達(dá)到5.4馬赫左右時(shí)，局部氣流會(huì)在飛行器前緣永久滯止，此時(shí)飛行器遇到的波阻要大大地高于普通超音速飛機(jī)，而且有時(shí)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)可能也會(huì)因?yàn)檫M(jìn)氣道壓力過(guò)大而無(wú)法正常工作。在這種情況下，對(duì)高超音速飛行器的氣動(dòng)外形進(jìn)行優(yōu)化的努力就十分明顯了。同時(shí)，從兩款FⅡⅡ－AⅡ系列飛行器外形的迥異也可以看出，即使作為行業(yè)的領(lǐng)跑者，目前俄羅斯在高超音速飛行器的研究上也仍然處于探索階段。

目前格羅莫夫試飛院對(duì)FⅡⅡ－AⅡ系列飛行器的具體情況公開(kāi)的十分有限。從已知信息來(lái)看，俄方似乎已停止了早期型號(hào)FⅡⅡ－AⅡ的測(cè)試工作，而全力轉(zhuǎn)向氣動(dòng)外形更合理、機(jī)載電子設(shè)備更先進(jìn)的FⅡⅡ－AⅡ-02的試飛和測(cè)試。據(jù)俄媒體稱，F(xiàn)ⅡⅡ－AⅡ-02重量大約在500公斤左右，今年早些時(shí)候曾在格羅莫夫試飛院內(nèi)進(jìn)行了地面試車。當(dāng)時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)顯示，F(xiàn)ⅡⅡ－AⅡ-02可以達(dá)到的飛行速度在4-7馬赫之間。據(jù)格羅莫夫試飛院有關(guān)人士透露，在俄國(guó)防部授意下，該院針對(duì)FⅡⅡ－AⅡ-02的研究和測(cè)試工作將可能一直持續(xù)到2012年前后，而FⅡⅡ－AⅡ-02的最高飛行速度也最終將會(huì)達(dá)到設(shè)計(jì)之初要求的12-14馬赫極高速。而俄羅斯當(dāng)前和未來(lái)所有在高超音速飛行器上研究、積累的成果都將會(huì)用在彈道導(dǎo)彈、高速巡航導(dǎo)彈及太空飛船等開(kāi)發(fā)項(xiàng)目上。

“快船”飛向火星?

在這次的2009莫斯科國(guó)際航展中，東道主還展示了其最新研制的“快船”載人太空飛船的大尺寸模型及部分相關(guān)圖片資料。如果說(shuō)，上面介紹的“射手”、FⅡⅡ－AⅡ系列高超音速飛行器是在為俄羅斯未來(lái)的空天飛行器做技術(shù)儲(chǔ)備的話，那么“快船”計(jì)劃就可能是俄羅斯正在研制的下一代空天飛機(jī)雛形。

俄羅斯研制載人空天飛機(jī)的歷史已經(jīng)很長(zhǎng)了，并取得了豐碩的技術(shù)成果。早在蘇聯(lián)時(shí)期，俄國(guó)人就試制過(guò)“螺旋”及米格－105等早期空天飛行器試驗(yàn)機(jī)。至今米格－105的樣機(jī)還停放在中央航空航天博物館的草坪上供游人參觀。與俄工業(yè)體系中的其他領(lǐng)域不同，蘇聯(lián)解體后，俄羅斯空天飛行器的研制并沒(méi)有停滯。2004年3月俄羅斯曾公開(kāi)宣布，其將發(fā)展新型空天飛行器“快船”來(lái)取代老舊的“聯(lián)盟”號(hào)宇宙飛船。俄聯(lián)邦航天局同時(shí)也稱，在不久的將來(lái)，“快船”將會(huì)成為俄執(zhí)行月球任務(wù)甚至更遠(yuǎn)的火星任務(wù)的主力飛行器。同年，“快船”項(xiàng)目被列入俄羅斯聯(lián)邦航天局2005-2015年航天規(guī)劃中。

從過(guò)去幾年及這次航展中公開(kāi)的數(shù)據(jù)和圖像來(lái)看，“快船”的外形類似一架有翼式航天飛機(jī)。飛行器總重約13噸，由再入回收艙(主艙)、生活居住艙和儀器設(shè)備艙(兩者又稱軌道艙)和逃逸救生系統(tǒng)組成。后端與運(yùn)載火箭連接的過(guò)渡段周圍安裝著逃逸救生發(fā)動(dòng)機(jī)。如果發(fā)射過(guò)程中發(fā)生任何故障，逃逸救生發(fā)動(dòng)機(jī)將賦予飛船快速脫離助推火箭的能力。一旦通過(guò)上升過(guò)程這段最危險(xiǎn)的旅程，救生發(fā)動(dòng)機(jī)的推力將以脈沖形式被消耗，為飛船提供進(jìn)入軌道的額外推力。

從外形上看，“快船”載人飛行器的再入回收艙像一個(gè)帶翼的“暴風(fēng)雪”航天飛機(jī)頭錐，所有航天員都安坐在回收艙內(nèi)的圓柱狀密閉空間里。再入回收艙尾部有一個(gè)裝有三個(gè)主降落傘的傘箱，它們和裝在回收艙底部的幾臺(tái)固體發(fā)動(dòng)機(jī)用于著陸。固體發(fā)動(dòng)機(jī)可對(duì)垂直著陸速度以及風(fēng)引起的側(cè)向速度進(jìn)行補(bǔ)償，還可用氣墊使飛行器安全地在水面濺落。再入回收艙后面連接著從“聯(lián)盟”號(hào)繼承來(lái)的居住艙，內(nèi)有對(duì)接裝置、衛(wèi)生間和其他生命保障系統(tǒng)。居住艙周圍是環(huán)形的設(shè)備艙，此艙內(nèi)裝有軌道機(jī)動(dòng)和姿態(tài)控制系統(tǒng)以及太陽(yáng)能電源。

目前已確定的是“快船”未來(lái)將用俄制“天頂”號(hào)火箭進(jìn)行發(fā)射，飛行器的燃料采用偏二甲肼和四氧化二氮。“快船”尾部的兩個(gè)垂直方向舵和一個(gè)水平方向舵，可使它橫向機(jī)動(dòng)500公里距離，再入過(guò)載低于2.5g，最高的端頭蒙皮溫度不會(huì)超過(guò)3000攝氏度。在返回地球大氣層之后的機(jī)動(dòng)飛行中，居住艙及設(shè)備艙組件與再入艙分離拋棄。

有資料稱，“快船”綜合了可靠的“聯(lián)盟”號(hào)飛船和“暴風(fēng)雪”號(hào)航天飛機(jī)的最佳特性，其將采用蘇聯(lián)時(shí)期研制的航天飛機(jī)熱防護(hù)系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)。同老舊的“聯(lián)盟”號(hào)飛船相比，“快船”能在軌道進(jìn)行機(jī)動(dòng)，并最多可運(yùn)載6名航天員和700公斤貨物(“聯(lián)盟”號(hào)僅能運(yùn)送3名航天員和300公斤貨物)，并且更舒適、更安全。最重要的是它能很容易地為國(guó)際空間站送接航天員，還可將乘員送往在軌組裝的航天器上。

目前，俄羅斯投入巨資研制的“快船”空天飛行器已經(jīng)進(jìn)入最后的測(cè)試和生產(chǎn)階段。不過(guò)也有媒體稱，俄羅斯最終可能會(huì)停止此項(xiàng)目的研制工作，轉(zhuǎn)而利用“快船”研制中積累的技術(shù)成果研發(fā)一種新型多級(jí)入軌式大型飛船，不過(guò)具體情況還需要更多權(quán)威消息來(lái)證實(shí)。

來(lái)自太空的戰(zhàn)略打擊

高超音速飛行器及更大型的跨大氣層高速載人飛行器，具有重要的戰(zhàn)略意義和極高的軍事應(yīng)用價(jià)值。俄羅斯一旦在這兩種飛行器的研制上取得實(shí)用化成果，將使現(xiàn)在的空天作戰(zhàn)理論發(fā)生革命性變化。如高超音速飛行器可用做轟炸機(jī)，在亞軌道直接把精確制導(dǎo)彈藥投到地球上任何地點(diǎn)并迅速返回基地；未來(lái)甚至有可能配備小型化的高能激光炮或粒子炮用來(lái)攻擊對(duì)方的地面或太空目標(biāo)，且不需要中途加油和在國(guó)外設(shè)置前進(jìn)基地。值得關(guān)注的是，由于高超音速飛行器的飛行高度高、速度快、側(cè)向機(jī)動(dòng)性好，目前任何防空武器都無(wú)法攔截。另一方面，載人高速飛船則能迅速機(jī)動(dòng)地多次進(jìn)人太空，在完成偵察、作戰(zhàn)任務(wù)同時(shí)，還能作為各種天基作戰(zhàn)武器或傳感器的安裝平臺(tái)長(zhǎng)期在軌運(yùn)行。

因此，與冷戰(zhàn)時(shí)期為了國(guó)家尊嚴(yán)的科學(xué)探索性質(zhì)不同，下一代太空技術(shù)的實(shí)戰(zhàn)化趨向?qū)⑹蛊涑蔀閼?zhàn)略性技術(shù)，誰(shuí)擁有了它們誰(shuí)就能在未來(lái)的戰(zhàn)爭(zhēng)中先人·步。而在2009年的莫斯科國(guó)際航展中，我們不難看到俄羅斯作為一個(gè)傳統(tǒng)軍事強(qiáng)國(guó)和航天大國(guó)在這方面的成果和雄心。

美國(guó)的高超音速武器

美國(guó)在上世紀(jì)80年代中期初步掌握了馬赫數(shù)小于8的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)，并研制出了一些具有高超音速性能的防空導(dǎo)彈，例如：“愛(ài)國(guó)者－Ⅱ”的最大飛行馬赫數(shù)為5-6，“愛(ài)國(guó)者-Ⅲ”攔截彈接近馬赫數(shù)10。美國(guó)戰(zhàn)區(qū)高空區(qū)域防御(THAAD)導(dǎo)彈最大馬赫數(shù)為7，“標(biāo)準(zhǔn)－Ⅲ”的平均速度接近馬赫數(shù)12。然而美軍在超高速導(dǎo)彈技術(shù)領(lǐng)域的研究并不限于此，其正開(kāi)始實(shí)施一系列實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，以期能獲得具備近實(shí)時(shí)攻擊能力的高超音速巡航導(dǎo)彈。

1996年，美國(guó)推出高超音速飛行器技術(shù)發(fā)展計(jì)劃，將發(fā)展重點(diǎn)放在了研制馬赫數(shù)小于8的巡航導(dǎo)彈上，為此與波音北美公司簽訂了為期3年的先期技術(shù)演示合同，著手研制“快鷹”巡航導(dǎo)彈。目前該項(xiàng)目進(jìn)展順利，已經(jīng)進(jìn)入工程研制階段。1998年9月，美海軍提出要發(fā)展超過(guò)馬赫數(shù)6的巡航導(dǎo)彈，并拿出了一個(gè)高速打擊導(dǎo)彈計(jì)劃，希望得到一種巡航馬赫數(shù)7，航程1100公里，戰(zhàn)斗部可侵徹5.5-11米混凝土的巡航導(dǎo)彈，計(jì)劃于2004-2008年進(jìn)行工程研制，2010年具備初步作戰(zhàn)能力。為此美海軍計(jì)劃在2009-2015財(cái)年期間將采購(gòu)1200枚導(dǎo)彈，單價(jià)35萬(wàn)美元，為海軍提供快速打擊遠(yuǎn)距離目標(biāo)的能力。

美國(guó)空軍自1995年開(kāi)始實(shí)施高超音速巡航導(dǎo)彈的HyTech計(jì)劃。第1階段于1996年8月開(kāi)始，在凱澤一馬夸特、普一惠和洛克達(dá)因等幾家公司中選擇兩家進(jìn)行超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)主要部件的試驗(yàn)，而后又選擇一個(gè)合作者進(jìn)行大尺寸超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的自由射流試驗(yàn)。美空軍其它機(jī)構(gòu)將進(jìn)行高超音速導(dǎo)彈的制導(dǎo)、戰(zhàn)斗部和材料技術(shù)的研究。空軍對(duì)該導(dǎo)彈的設(shè)想是：尺寸重量和射程與AGM-86空射巡航導(dǎo)彈相似，質(zhì)量為1000－1400公斤，命中精度在9米以內(nèi)，制導(dǎo)方式采用慣性加全球定位系統(tǒng)，發(fā)射平臺(tái)為轟炸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)或艦載垂直發(fā)射系統(tǒng)，巡航飛行馬赫數(shù)達(dá)到8，飛行時(shí)間約12分鐘，航程1400公里。美空軍計(jì)劃于2007年完成樣彈的飛行試驗(yàn)，2010年完成整個(gè)研制計(jì)劃。

由于美國(guó)空，海軍對(duì)高超音速導(dǎo)彈都非常重視。1998年，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)對(duì)高超音速攻擊導(dǎo)彈的發(fā)展問(wèn)題和空、海軍進(jìn)行磋商后，確定由DARPA將空軍和海軍的計(jì)劃合并為低成本快速反應(yīng)導(dǎo)彈演示器(ARRMD)計(jì)劃，并授予了波音公司一項(xiàng)1000萬(wàn)美元的合同，用于開(kāi)展ARRMD演示計(jì)劃的第1階段研制工作。波音公司將為這一項(xiàng)目并行設(shè)計(jì)兩種飛行器，而后選擇其中的一種設(shè)計(jì)(也有可能兩種都選用)進(jìn)行飛行試驗(yàn)。1999年，DARPA選定波音采用超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的騎波器設(shè)計(jì)作為ARRMD的設(shè)計(jì)方案。波音在2001年年底之前完成ARRMD的樣機(jī)制造并進(jìn)行試飛。2002年5月30日，美國(guó)首次對(duì)這種高超音速導(dǎo)彈演示彈采用的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了地面試驗(yàn)，2003年又進(jìn)行了布撒子彈藥的陸基滑橇試驗(yàn)，2004年初進(jìn)入工程制造發(fā)展階段開(kāi)始整彈試飛。該導(dǎo)彈在2004年11月以4馬赫速度試飛，2005年以6馬赫速度試飛。2006年7月波音進(jìn)行了高超音速導(dǎo)彈驗(yàn)證飛行試驗(yàn)，這為實(shí)現(xiàn)美國(guó)國(guó)防部預(yù)定的對(duì)地面高速機(jī)動(dòng)目標(biāo)實(shí)施遠(yuǎn)程攻擊的設(shè)想又邁進(jìn)了一大步，預(yù)計(jì)明年將進(jìn)行高超音速導(dǎo)彈的全面發(fā)射試驗(yàn)，并在2010年開(kāi)始裝備軍隊(duì)。該導(dǎo)彈采用固體火箭助推器、超燃發(fā)動(dòng)機(jī)和GPS／INS制導(dǎo)系統(tǒng)，使用碳?xì)淙剂?。其生產(chǎn)型的最大射程為1200公里，最小射程740公里，命中精度9米，飛行馬赫數(shù)6-8，一般能夠在7分鐘內(nèi)到達(dá)目標(biāo)，預(yù)計(jì)每發(fā)價(jià)格為20萬(wàn)美元，主要用于對(duì)抗時(shí)間敏感、嚴(yán)密設(shè)防的高價(jià)值目標(biāo)，并可從多種作戰(zhàn)平臺(tái)上發(fā)射。