王繼新

近來，關(guān)于我國發(fā)展超音速巡航導(dǎo)彈的傳聞不絕于耳，有些媒體甚至刊登了我國戰(zhàn)機攜載亞音速和超音速巡航導(dǎo)彈的圖片。姑且不論這些消息的真?zhèn)?，它們已?jīng)引起國外媒體的高度關(guān)注，有許多人也十分好奇我國為什么在掌握更快的超音速巡航導(dǎo)彈技術(shù)后，還在發(fā)展速度要慢很多的亞音速巡航導(dǎo)彈7我國巡航導(dǎo)彈發(fā)展的路線是什么？實際上，要回答這些問題還要從超音速與亞音速巡航導(dǎo)彈的區(qū)別和各自的優(yōu)劣性談起。

超音速與亞音速巡航導(dǎo)彈的區(qū)別

顧名思義，超音速與亞音速巡航導(dǎo)彈的根本區(qū)別在于其飛行速度是否跨越了音速。實際上，對于彈道導(dǎo)彈而言，音速并不是什么障礙，因為幾乎所有的彈道導(dǎo)彈飛行速度都超過音速。由于其發(fā)動機自成一體，無需與外部大氣環(huán)境進行氣體交流，即非吸氣式，而且其飛行基本不依賴于空氣動力，因此基本不存在音速障礙。而巡航導(dǎo)彈則不同。由于其發(fā)動機需要吸入空氣參加燃料燃燒，而且需要空氣動力維持其飛行高度，因此速度對導(dǎo)彈空氣動力設(shè)計和發(fā)動機選擇影響非常大。

由于飛行速度的不同，即使超音速巡航導(dǎo)彈也存在很大差別，存在不同分類。超音速巡航導(dǎo)彈依據(jù)發(fā)展目的和所用主動力系統(tǒng)不同，巡航速度多選為馬赫數(shù)1～8。自上個世紀50年代，美、蘇、英、法等國發(fā)展第一代超音速巡航導(dǎo)彈以來，通常按發(fā)動機速度特性以5倍音速為界，將各種超音速巡航導(dǎo)彈分為普通超音速和高超音速兩大類。這樣分類的主要原因是，高超音速飛行需用超燃沖壓發(fā)動機作主動力系統(tǒng)，而超燃沖壓發(fā)動能夠保持正常有效工作的起點速度是大于5倍音速。

既然存在高超音速，那么也就應(yīng)該存在低和中超音速。實際上，超音速巡航導(dǎo)彈可以按各種發(fā)動機的速度高度特性將其分為低、中、高超音速三大類。其中，5倍音速以上的高超音速巡航導(dǎo)彈使用超燃沖壓發(fā)動機；低超音速巡航導(dǎo)彈速度小于3倍音速，其主發(fā)動機原來多采用小于1.5倍音速的渦噴發(fā)動機，現(xiàn)在大多為馬赫數(shù)1.5-3的整體式火箭沖壓發(fā)動機；中超音速巡航導(dǎo)彈速度為馬赫數(shù)3-5，大多采用進氣道整體式火箭沖壓發(fā)動機、頭部中心錐進氣道沖壓發(fā)動機及高速渦輪推進技術(shù)（渦輪沖壓變循環(huán)發(fā)動機）。我們一般所說的超音速巡航導(dǎo)彈，通常是指飛行速度小于5倍音速的低、中超音速巡航導(dǎo)彈。

超音速巡航導(dǎo)彈的技術(shù)優(yōu)勢

雖然超音速巡航導(dǎo)彈技術(shù)復(fù)雜，但仍有越來越多的國家不遺余力地開展研制工作，這主要是由于其擁有得天獨厚的技術(shù)優(yōu)勢。

導(dǎo)彈突防能力強 由于超音速導(dǎo)彈飛行速度較高，其暴露在敵方探測雷達和防御火力范圍內(nèi)的時間很短，因此增大了敵防御難度。一方面較高的導(dǎo)彈攻擊速度要求艦載跟蹤系統(tǒng)的精度更高，制導(dǎo)系統(tǒng)的反應(yīng)更快，制導(dǎo)精度更高，艦空導(dǎo)彈的機動能力更強，攔截點更加準確；另一方面減少了防御火力的攔截次數(shù)。導(dǎo)彈速度增加，在對方艦艇觀察范圍內(nèi)的飛行時間變短，在艦空導(dǎo)彈抗擊周期一定的情況下，抗擊次數(shù)被嚴重壓縮。例如，如果導(dǎo)彈飛行高度20米，艦艇雷達天線高度25米，理論上艦艇對導(dǎo)彈的最大觀察距離為39千米，實際上艦艇對導(dǎo)彈的觀察距離一般不超過25千米，只有理論觀察距離的60%。當發(fā)現(xiàn)距離25千米，反艦導(dǎo)彈飛行時間74.3秒時，即使是遠程防空導(dǎo)彈，也有多次反應(yīng)時間；但當發(fā)現(xiàn)距離25千米，反艦導(dǎo)彈飛行時間縮短為3314秒時，一般和遠程防空導(dǎo)彈系統(tǒng)的反應(yīng)時間相當，系統(tǒng)準備好時反艦導(dǎo)彈已進入其射擊盲區(qū)，無法攔截。實際上，在目前的技術(shù)條件下，水面艦艇一般無法攔截速度在馬赫數(shù)2以上來襲的反艦導(dǎo)彈。例如，俄羅斯“寶石”導(dǎo)彈的設(shè)計者表示，雖然敵方可能在300千米處發(fā)現(xiàn)“寶石”的行蹤，并采取相應(yīng)的對抗措施，但由于該導(dǎo)彈可以有效抑制敵方施放的各種干擾，加上2.5倍音速的飛行速度以及在飛行中能實施復(fù)雜的戰(zhàn)術(shù)機動，可以確保最終擊中目標。因此，完全可以按照1枚導(dǎo)彈擊毀1艘軍艦或幾枚導(dǎo)彈擊毀編隊中數(shù)艘軍艦的原則與敵人交戰(zhàn)。

目標截獲能力高由于飛行時間短，對機動目標來說，減小了逃逸范圍，對末制導(dǎo)系統(tǒng)的負擔減輕，這將大大提高導(dǎo)彈對目標的截獲能力。例如，如果導(dǎo)彈射程550千米，導(dǎo)彈速度馬赫數(shù)0.75，飛行時間為36分鐘，而如果導(dǎo)彈速度為馬赫數(shù)2.2，飛行時間僅為12.3分鐘。因此隨著反艦導(dǎo)彈速度的進一步提升，海戰(zhàn)的速決性將進一步增強，十數(shù)分鐘內(nèi)消滅一支艦隊已經(jīng)不是空談。

以往讓各國對地面時間敏感目標打擊一向頭疼，但超音速巡航導(dǎo)彈技術(shù)的發(fā)展使之成為可能。因為隨著打擊距離增加，導(dǎo)彈飛行時間變長，目標的機動距離已經(jīng)成為影響導(dǎo)彈捕捉目標的首要因素。假設(shè)反艦導(dǎo)彈對300千米外、以每小時30節(jié)（相當于55.5千米/小時）運動的艦船目標發(fā)動攻擊，當導(dǎo)彈飛行速度為馬赫數(shù)0.9時，目標最大機動距離14.94千米；當導(dǎo)彈速度為馬赫數(shù)1.5時，目標最大機動距離9.06千米：當導(dǎo)彈速度為馬赫數(shù)2.2時，目標最大機動距離6.13千米，因此隨著導(dǎo)彈射程的增加，超音速飛行能夠極大地壓縮目標機動的距離，確保導(dǎo)彈捕捉目標。這一能力對于打擊導(dǎo)彈發(fā)射車這樣的高價值時間敏感目標十分有效。例如，當巡航導(dǎo)彈以馬赫數(shù)4的速度攻擊1000千米以外的目標時，大約15分鐘左右就可抵達目標附近。假設(shè)彈道導(dǎo)彈運輸起豎發(fā)射車等高價值機動目標以60千米/小時的速度在垂直于導(dǎo)彈來襲方向機動轉(zhuǎn)移，則其最大逃逸距離將達15千米。這意味著用天線搜索扇角為45度的雷達末制導(dǎo)系統(tǒng)導(dǎo)引頭時，超音速巡航導(dǎo)彈只需在距目標原瞄準點20千米以遠的地方開機工作，就可以發(fā)現(xiàn)并捕獲運動中的機動目標，而且可以在發(fā)現(xiàn)目標后不足15秒的時間內(nèi)對其攻擊。這在過去只能依賴具有末制導(dǎo)能力的彈道導(dǎo)彈，而現(xiàn)在可以使用更加靈活、成本更低、精度更高的超音速巡航導(dǎo)彈。

整體破壞威力大 由于超音速導(dǎo)彈飛行速度高，攻擊動能也隨之增加。和亞音速巡航導(dǎo)彈相比，超音速巡航導(dǎo)彈之所以有更大的硬目標摧毀能力，歸因于它摧毀目標時，將利用戰(zhàn)斗部的爆炸能和導(dǎo)彈自身的高速動能的雙重破壞效應(yīng)。雖然使用較小的有效載荷，也能實現(xiàn)較大的破壞效果，這極大地增強了導(dǎo)彈的殺傷力。在兩伊戰(zhàn)爭的襲船戰(zhàn)中，大量的貨船、油船受到亞音速導(dǎo)彈襲擊后，大都帶傷而歸，擊沉的比例只有十分之一左右。超音速導(dǎo)彈服役以后，將使艦船受創(chuàng)后果極大提升。例如，直徑0.35米的亞音速“飛魚”導(dǎo)彈，光碰撞就能夠在艦舷撕開1個4-6平方米裂口。而導(dǎo)彈的動能，與其速度的平方成正比，導(dǎo)彈速度提高1倍，動能增大4倍。法國專家曾測試，質(zhì)量200千克的超音速反艦導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部，其碰撞能量與400千克戰(zhàn)斗部亞音速反艦導(dǎo)彈相當。俄羅斯“白蛉”反艦導(dǎo)彈飛行速度達馬赫數(shù)2以上，通過巨大的動能可擊穿具有裝甲的艦體，配合延時觸發(fā)引信，保證戰(zhàn)斗部在艦體內(nèi)爆炸。endprint

這種較高的整體破壞力，即使對付地面加固目標也綽綽有余。例如，以大于4倍音速的速度俯沖攻擊地面目標時，超音速巡航導(dǎo)彈的最大觸地速度可達1360米/秒以上，其值與穿甲彈爆炸能產(chǎn)生的可用初速度基本相當。因此，動能破壞效應(yīng)在大于4倍音速的超音速巡航導(dǎo)彈的總目標摧毀效應(yīng)中可占32%-49%。通過計算表明，對于質(zhì)量為400千克、直徑為0.34米的穿甲戰(zhàn)斗部，如果采用碰撞速度只有300米/秒的亞音速巡航導(dǎo)彈，其能貫穿的鋼筋混凝土工事深度將不足2米；而如果以1360米屑少的速度碰撞則貫穿深度將達到6米，硬目標貫穿能力增大到3倍。

目標打擊偏差小 眾所周知，導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)的累積誤差是影響導(dǎo)彈打擊精度的重要因素，而累積誤差和導(dǎo)彈飛行時間幾乎成正比，而隨著導(dǎo)彈飛行速度提高，飛行時間變短，導(dǎo)彈自身自控飛行段飛行誤差自然縮小，受風(fēng)等自然條件的影響進一步減?。涣艚o目標機動的時間大大縮短，目標機動距離變小，有利于導(dǎo)彈按照射前瞄準規(guī)劃打擊指定目標，從而減小了導(dǎo)彈的目標打擊偏差。

超音速巡航導(dǎo)彈的技術(shù)難點

超音速巡航導(dǎo)彈有諸多其它武器難以匹敵的技術(shù)優(yōu)勢，但掌握這一技術(shù)的國家并不多，這主要是因為其還存在眾多技術(shù)難點無法克服。

動力技術(shù)不足，導(dǎo)致導(dǎo)彈尺寸大載荷小 從目前超音速巡航導(dǎo)彈技術(shù)發(fā)展來看，其最大的技術(shù)障礙就是發(fā)動機技術(shù)不足，這導(dǎo)致超音速巡航導(dǎo)彈與亞音速巡航導(dǎo)彈在同等射程情況下，導(dǎo)彈幾何尺寸大，發(fā)射重量重，有效載荷比小。以射程125千米的美國亞音速“魚叉”反艦導(dǎo)彈與俄羅斯“白蛉”3M80超音速反艦導(dǎo)彈相比較：“白蛉”長9.39米，而“魚叉”長4.64米，只有前者的49%；“白蛉”彈重3900千克，而“魚叉”為680千克，只有前者的19%；“白蛉”的有效載荷比（戰(zhàn)斗部/全彈重量比）為0.08，而“魚叉”為0.34，是前者的4.3倍以上。可見，超音速導(dǎo)彈是通過增大尺寸、增大發(fā)射重量與減小有效載荷來達到其所要求的高速度的。這就像艦艇航行所需功率與其速度的立方成正比一樣，功率加大，燃料的消耗急劇增加，導(dǎo)彈飛行速度的提高，同樣也極大地增加了燃料的消耗。要保證同樣的射程，超音速導(dǎo)彈只能通過增加燃料的方法來實現(xiàn)，質(zhì)量必然會大幅度增加；如果靠減小戰(zhàn)斗部的尺寸來增加燃料貯量，就會使導(dǎo)彈的殺傷力下降。這導(dǎo)致超音速導(dǎo)彈的體型幾乎都個個不凡，嚴重影響了其作戰(zhàn)使用性。例如，俄羅斯的第一代超音速反艦導(dǎo)彈都是龐然大物，即使是第二代反艦導(dǎo)彈的代表“寶石”導(dǎo)彈，質(zhì)量也達3噸，蘇-30戰(zhàn)機也只能在機腹中線掛載l枚，俄印合資仿制“寶石”的“布拉莫斯”導(dǎo)彈與此情況也十分相似。目前的亞音速導(dǎo)彈，由于體積重量較小，一般的戰(zhàn)斗攻擊機可掛載4枚。

制導(dǎo)技術(shù)不足，導(dǎo)致系統(tǒng)抗干擾能力低

由于超音速導(dǎo)彈飛行速度快，導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)的可反應(yīng)時間就非常短，這導(dǎo)致制導(dǎo)系統(tǒng)極易受對方電子對抗措施影響。由于飛行時間短，制導(dǎo)系統(tǒng)處理各種干擾的時間就被壓縮，飛行馬赫數(shù)2的超音速導(dǎo)彈與飛行馬赫數(shù)0.8的亞音速導(dǎo)彈相比，前者的干擾和制導(dǎo)數(shù)據(jù)的可用處理時間比后者要少60%。如果這兩種導(dǎo)彈對付干擾技術(shù)的能力相當，則前者的信號和制導(dǎo)數(shù)據(jù)處理速度必須提高兩倍才行。在同等技術(shù)條件下，超音速反艦導(dǎo)彈對付電子干擾等軟防御的能力相對有限。例如，“布拉莫斯”超音速導(dǎo)彈彈頭部設(shè)有進氣道，這使頭部主動雷達天線直徑偏小，其主動雷達的目標跟蹤能力十分有限，因而該彈在整個任務(wù)飛行過程中對外部照射雷達的依賴度過大。而“布拉莫斯”在攻擊艦艇目標時，必然遭到強烈的主被動干擾，使外部照射雷達無法對其進行有效保障，導(dǎo)致其容易失去目標。此外，由于超音速導(dǎo)彈彈體溫度過高，一般不適宜在這類導(dǎo)彈上裝備紅外/熱成像制導(dǎo)裝置，大多只能采用雷達制導(dǎo)，這也限制了其抗干擾能力。

信號特征明顯，導(dǎo)致導(dǎo)彈生存能力不高 雖然超音速導(dǎo)彈利用其速度優(yōu)勢提高了突防性，但較高的速度也導(dǎo)致其外部紅外和雷達等信號特征更加明顯，使其被對方觀察系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的距離增大，系統(tǒng)生存性降低。由于超音速巡航導(dǎo)彈飛行速度快，飛行過程中彈體與周圍空氣摩擦產(chǎn)生大量熱量，以及急劇燃燒的噴口等，使導(dǎo)彈的紅外特征十分典型。一般情況下，超音速導(dǎo)彈正面的紅外特征要比亞音速導(dǎo)彈高20-50倍，在飛行過程中容易被裝備新型紅外警戒系統(tǒng)的艦艇發(fā)現(xiàn)。如法國水面艦艇裝備的雙波段模塊化DIBV-2A VAMPIR MB紅外警戒系統(tǒng)，其對亞音速導(dǎo)彈的跟蹤距離為16千米，對超音速導(dǎo)彈為27千米；荷蘭電信公司20世紀90年代研制的SIRIUS遠程紅外警戒與跟蹤系統(tǒng)，對超音速掠海飛行導(dǎo)彈的發(fā)現(xiàn)距離為35千米，對亞音速掠海飛行導(dǎo)彈發(fā)現(xiàn)距離為21千米。面對紅外制導(dǎo)地空導(dǎo)彈的攔截，超音速反艦導(dǎo)彈3-5微米紅外特征比亞音速導(dǎo)彈高20-50倍，生存能力明顯降低。此外，由于超音速導(dǎo)彈高速飛行時，多普勒效應(yīng)十分明顯，艦載多普勒雷達可以輕易從海面雜波中捕獲到導(dǎo)彈的清晰穩(wěn)定回波信號，而一般艦載雷達的反導(dǎo)模式就是利用多普勒效應(yīng)發(fā)現(xiàn)來襲的反艦導(dǎo)彈，這導(dǎo)致其雷達特征信號難以隱藏。另外，超音速導(dǎo)彈通常只能選擇高彈道，這也增加了被艦載雷達發(fā)現(xiàn)的可能性。在攻擊的末端，由于速度高，其與海面的距離也比亞音速導(dǎo)彈要大。

技術(shù)過于復(fù)雜，導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性差 對于技術(shù)復(fù)雜程序相當?shù)膬煞N導(dǎo)彈，超音速的比亞音速的尺寸和重量要更大，所用零件/稀有材料會更多，要求系統(tǒng)更耐高溫、更抗過載。一方面由于超音速反艦導(dǎo)彈抗彈體高熱和機動性的要求，需要用一些特殊材料，增加了成本。如“日炙”導(dǎo)彈的彈體，有報道是鈦合金制成的；另一方面對超音速導(dǎo)彈高速飛行所需的新型材料其規(guī)格要求嚴，公差小，從而降低了生產(chǎn)效率，增加了制造難度。而且超音速導(dǎo)彈系統(tǒng)更復(fù)雜，因而其可靠性比亞音速反艦導(dǎo)彈要低。高速、高溫和振動環(huán)境對超音速導(dǎo)彈會造成更嚴重的威脅。降低可靠性必須相對其它性能的潛在優(yōu)點進行權(quán)衡，以確定是否允許。此外，導(dǎo)彈飛行可靠性與導(dǎo)彈系統(tǒng)的復(fù)雜程度有關(guān)。而超音速導(dǎo)彈采用沖壓發(fā)動機，就需要一個非常大的助推器或多級助推器才能將導(dǎo)彈加速到?jīng)_壓接力馬赫數(shù)。而要想使超音速導(dǎo)彈克服材料缺陷，就需要增加質(zhì)量，而要將其系統(tǒng)可靠性提高到與亞音速導(dǎo)彈相當?shù)乃缴?，則需要精心設(shè)計并增加傳感系統(tǒng)，這又增大了導(dǎo)彈系統(tǒng)體積和復(fù)雜性，導(dǎo)致惡性循環(huán)，因此在總體設(shè)計上需要慎重平衡各方指標。endprint

應(yīng)該認識到，超音速導(dǎo)彈在許多方面存在上述種種難以克服的缺點，但戰(zhàn)場上沒有萬能的武器，超音速巡航導(dǎo)彈是為某些特定目標而設(shè)計的，因此建立與完善亞音速和超音速反艦導(dǎo)彈體系是十分必要的。

國外超音速巡航導(dǎo)彈發(fā)展的趨勢

實際上，為了更好地發(fā)揮超音速和亞音速巡航導(dǎo)彈的各自優(yōu)點，國外已經(jīng)在探索不同的技術(shù)途徑，以克服各自缺點，揚長避短。

亞超并舉，亞音速和超音速導(dǎo)彈并行發(fā)展 雖然以美國“戰(zhàn)斧”為代表的亞音速巡航導(dǎo)彈經(jīng)過幾次實戰(zhàn)檢驗獲得了巨大的成功，但多年來，美、俄、法等軍事大國并未停止對超音速巡航導(dǎo)彈的追求。美國在持續(xù)保持亞音速巡航導(dǎo)彈技術(shù)性能優(yōu)勢的前提下，從未放棄對超音速巡航導(dǎo)彈的追求，不斷加強超音速巡航導(dǎo)彈的技術(shù)儲備，具備雄厚的發(fā)展基礎(chǔ)。近年來，大力發(fā)展新型超音速巡航導(dǎo)彈項目。例如，美國在最近試驗成功的“遠程反艦導(dǎo)彈”（LRASM）項目中，安排了LRASM-A亞音速隱身導(dǎo)彈和LRASM-B超音速高機動型導(dǎo)彈兩套方案。其中，LRASM-A采用JASSM-ER的彈體結(jié)構(gòu)，并附加了傳感器以及其它系統(tǒng)，是一種隱身能力和生存能力兼具的亞音速設(shè)計方案；LRASM-B采用沖壓發(fā)動機，力圖實現(xiàn)速度和隱身性能之間的平衡。LRASM-A型導(dǎo)彈從氣動外形設(shè)計、材料選取和輻射信號抑制等方面大量應(yīng)用成熟技術(shù)，突防性能和技術(shù)成熟度俱佳，能盡快滿足美軍當前的反水面作戰(zhàn)需求。LRASM-B方案采用整體式?jīng)_壓發(fā)動機，飛行速度可能為馬赫數(shù)3.5-4.5。對于以該速度持續(xù)飛行5分鐘以上并進行大機動的作戰(zhàn)需求，LRASM-B需要解決沖壓發(fā)動機及其與整體外形的氣動匹配、熱防護材料與結(jié)構(gòu)和飛行控制等問題。而面對日益發(fā)展的艦載防空系統(tǒng)，LRASM-B應(yīng)用高速進行突防還必須兼顧氣動外形和隱身性能。

亞超結(jié)合，亞音速和超音速導(dǎo)彈技術(shù)融合 將亞音速和超音速優(yōu)勢特征結(jié)合起來成為超音速巡航導(dǎo)彈的另一個重要發(fā)展方向。俄羅斯在發(fā)展巡航導(dǎo)彈方面始終在探索“亞超結(jié)合”之路，其選擇了亞音速、超音速、最后到高超音速的漸進式發(fā)展戰(zhàn)略。其早在上個世紀80年代開始的“俱樂部”導(dǎo)彈研制中就采用了將亞音速和超音速飛行特征融合到同一導(dǎo)彈中的思路?！熬銟凡俊睂?dǎo)彈是俄羅斯革新家設(shè)計局于1985年開始研制的經(jīng)典導(dǎo)彈武器，其采用亞超結(jié)合的三級動力系統(tǒng)，包括固體燃料助推級、亞音速渦噴發(fā)動機巡航級和火箭發(fā)動機突防級。巡航段，當導(dǎo)彈爬升至150米高度時，固體助推器被拋掉，彈體下的進氣口伸出，亞音速渦噴發(fā)動機啟動，使導(dǎo)彈以馬赫數(shù)0.6-0.8的速度飛行，同時，彈翼和尾翼伸出，導(dǎo)彈下降至海平面以上保持10-15米的巡航高度，末段發(fā)動機與戰(zhàn)斗部分離。突防段，固體火箭發(fā)動機點火使導(dǎo)彈以馬赫數(shù)3的速度快速攻擊目標。導(dǎo)彈依靠亞音速渦噴發(fā)動機完成其大部分飛行。，再靠1臺火箭發(fā)動機做超音速飛行，打擊目標時速度高達1000米/秒。在距目標60千米時，戰(zhàn)斗部與前一級分離，因此，導(dǎo)彈的彈翼、尾翼以及發(fā)動機進氣口等這些對雷達波有強烈反射的部分被甩掉，使艦艇的雷達很難探測到來襲的“俱樂部”導(dǎo)彈。

除了上述技術(shù)途徑外，國外還在致力發(fā)展低速高隱身巡航導(dǎo)彈和高超音速巡航導(dǎo)彈?？梢灶A(yù)見，未來的超音速巡航導(dǎo)彈家族將更加復(fù)雜多樣。endprint