馬世祎+馬建光

日前，據(jù)俄羅斯媒體報道，俄羅斯海軍已經(jīng)完成了“鋯石”新型高超音速巡航導(dǎo)彈的首次試射。該型導(dǎo)彈的飛行速度馬赫數(shù)被普遍認為在5～6左右，射程約為400千米，并將配裝到“彼得大帝”號核動力巡洋艦，預(yù)計于2022年完成改裝工作。為什么一種新型導(dǎo)彈的研制能在世界范圍內(nèi)引起廣泛關(guān)注？筆者認為，答案或許就在高超音速上。

高超音速，指物體的速度達到5倍音速（即5馬赫）以上。高超音速飛行器主要包括三類：高超音速巡航導(dǎo)彈、高超音速飛機以及航天飛機。與主流噴氣式飛行器相比，它們的設(shè)計飛行高度處于距離地面20～100千米的臨近空間，通過超燃沖壓發(fā)動機實現(xiàn)了從超音速到高超音速的跨越。作為當(dāng)前軍事領(lǐng)域前沿科技的熱點項目，高超音速飛行器在美、俄等主要軍事國家的發(fā)展方興未艾，并被全力打造為空天對地打擊背景下的“殺手锏”武器。

美軍HTV-2再入大氣層示意圖

美國—完整構(gòu)建高超音速裝備體系

“1小時攻擊世界任何地點”—圍繞“常規(guī)快速全球打擊”和“作戰(zhàn)快速響應(yīng)空間”這兩大戰(zhàn)略，美國積極開展高超聲速飛行領(lǐng)域的技術(shù)研究，并取得了一系列成果。而事實上，作為該領(lǐng)域的先行者，數(shù)十年來美國始終致力于高超聲速飛行器的研發(fā)。早在20世紀(jì)60年代，美國航空航天總署研發(fā)的X-15飛行器就突破了5倍聲速;近幾年，美國更是接連驗證了高超聲速氣體動力學(xué)、飛行器設(shè)計、熱防護、材料及動力系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)，力圖構(gòu)建完整的高超聲速裝備體系。

以美國X-43系列高超聲速飛機為例，這種看上去很像一塊沖浪板的無人駕駛飛機，從1996年開始研制，到2004年第二次試飛成功，前后共用了9年時間，最終突破7倍聲速;“乘波飛行器”X-51系列是由美國空軍研究實驗室與國防高級研究計劃局聯(lián)合主持研制，這一驗證機的終極目標(biāo)是要發(fā)展一種比美國原武器庫中任何導(dǎo)彈的速度都要快5倍以上的快速反應(yīng)武器。

盡管X-51系列的研發(fā)進程略顯曲折，但美國仍通過對高超聲速飛行領(lǐng)域研究成果的轉(zhuǎn)化吸收，接連提出了HTV高超聲速轟炸機、SR-91“曙光女神”高超聲速戰(zhàn)略偵察機以及SR-72高超聲速無人偵察機等一整套研制計劃。其中，最為人所熟知的莫過于X-37B空天戰(zhàn)斗機。

作為第一架既能在地球衛(wèi)星軌道上飛行、又能進入大氣層的航空器，X-37B被研發(fā)方美國波音公司定位為無人且可重復(fù)使用的太空飛機。它由火箭發(fā)射進入太空，最高速度能達到聲速的25倍以上，常規(guī)軍用雷達技術(shù)都無法對其進行捕捉。此外，X-37B在結(jié)束任務(wù)后還能自動返回地面，被認為是未來太空戰(zhàn)斗機的雛形。

就在美國2017財年軍事預(yù)算預(yù)覽出爐之際，軍火巨頭洛克希德·馬丁公司最近率先宣布：公司已在高超聲速飛行器領(lǐng)域取得重大突破，可有效突破潛在對手的防空系統(tǒng)，解決對抗“區(qū)域拒止/反介入”戰(zhàn)略的距離問題。對此，不少美方分析人士表示，速度為馬赫數(shù)5的飛行器不僅可以在對手現(xiàn)代化的防空導(dǎo)彈和戰(zhàn)斗機作戰(zhàn)半徑外發(fā)射，還能夠及時擊中目標(biāo)，充分確保空天打擊的現(xiàn)實效能。

俄羅斯—全力打造核常兼?zhèn)湮淦髌脚_

與美國旨在構(gòu)建完整裝備體系的設(shè)計理念截然不同，俄羅斯的高超聲速飛行器研究更具有戰(zhàn)略層面的現(xiàn)實需求。特別是在2001年之后，隨著美國正式退出《反彈道導(dǎo)彈條約》，高超聲速飛行器的研制再一次引起俄官方的關(guān)注，并開始了新一輪的研試工作。

早在20世紀(jì)80年代美國里根政府啟動“星球大戰(zhàn)”導(dǎo)彈防御計劃之時，俄羅斯就已經(jīng)在研制高超聲速飛行器。蘇聯(lián)著名導(dǎo)彈設(shè)計局—機械制造科研生產(chǎn)聯(lián)合體提出發(fā)展一種可以攜帶“滑翔有翼再入飛行器”的洲際彈道導(dǎo)彈項目，被稱作“信天翁”項目，其滑翔飛行器被稱為Yu-70。Yu-70采用SS-19導(dǎo)彈作為助推系統(tǒng)，滑翔高度為250～300千米，并具備一定的機動性，可有效避開美國彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的攔截。但由于受到蘇聯(lián)解體等多方面的原因，該項目最終以失敗告終。

2010年，美俄兩國簽訂新版《削減戰(zhàn)略武器條約》，但奧巴馬政府認為高超聲速助推滑翔飛行器由于和傳統(tǒng)彈道導(dǎo)彈飛行軌跡不同，不應(yīng)被列入該條約。這意味著即使俄羅斯高超聲速飛行器項目使用核彈頭，也可不受該條約的限制?，F(xiàn)如今，作為可有效突破美國反導(dǎo)系統(tǒng)的潛在手段之一，俄羅斯發(fā)展高超聲速系統(tǒng)一方面可攜帶常規(guī)彈頭用于常規(guī)快速打擊，另一方面也可攜帶核彈頭作為俄羅斯戰(zhàn)略核打擊力量的一部分。

俄羅斯戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈系統(tǒng)公司的總經(jīng)理鮑里斯·奧布諾索夫曾指出，配備Yu-71高超聲速飛行器的第一枚導(dǎo)彈將在2020年以前出現(xiàn)，其飛行速度的馬赫數(shù)將達到6～8馬赫。但在隨后開展的試驗中，由SS-19導(dǎo)彈攜帶的Yu-71高超聲速飛行器再次敗北，俄羅斯轉(zhuǎn)而改裝伊爾-76作為高超聲速飛行器的發(fā)射平臺。

現(xiàn)如今，俄羅斯公開新一代3M22“鋯石”巡航導(dǎo)彈的試射消息，也從側(cè)面反映出其在高超聲速飛行器研究領(lǐng)域取得了階段性進展。值得注意的是，隨著美國“宙斯盾”系統(tǒng)的升級、E-2D預(yù)警機和協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)的裝備以及SM-6/SM-3等新型導(dǎo)彈的上艦，其海軍航母編隊的防御體系得到空前的增強，而俄羅斯現(xiàn)役主力反艦武器P-700/SS-N-19在此消彼漲之下的攻擊能力也相對下降。所以，作為全新的武器平臺，“鋯石”新型高超聲速巡航導(dǎo)彈的威懾意義更加突出。

其他國家—應(yīng)對空天挑戰(zhàn)的“必然選擇”

除美俄致力于實現(xiàn)高超聲速飛行技術(shù)的武器化外，各主要航天大國為應(yīng)對潛在的空天領(lǐng)域軍事威脅，近年來也紛紛投身于高超聲速飛行技術(shù)的研發(fā)和演示驗證。

其中，歐洲太空局重點圍繞“過渡性試驗飛行器”（IXV）項目，驗證用于可重復(fù)使用運載器的高速再入技術(shù)。2013年，歐空局IXV成功完成下降著陸試驗，全尺寸的IXV樣機在一架直升機的搭載下從3000米的高空釋放，最終通過降落傘以7米/秒的速度安全降落在海上。2014年，IXV開展首次亞軌道再入飛行試驗，進一步驗證大氣再入所需的各項關(guān)鍵技術(shù)性能。后續(xù)，歐盟可能通過“可重復(fù)使用在軌驗證機”項目，真正實現(xiàn)高超聲速飛行器的完整入軌與返回著陸。

在此基礎(chǔ)上，英國政府加緊了“云霄塔”空天飛機項目的進展步伐，并為“佩刀”高超聲速發(fā)動機投資，主要用于輕型換熱器技術(shù)和制造能力的改進以及發(fā)動機的地面驗證。“佩刀”發(fā)動機將安裝于長84米的“云霄塔”無人空天飛機上，既具備火箭發(fā)動機的工作性能，也具備航空發(fā)動機的操作特點。目前，“云霄塔”空天飛機項目已通過英國航天局的技術(shù)評估，其發(fā)射成本將僅為傳統(tǒng)運載火箭的1/50。

俄羅斯馬卡耶夫設(shè)計局公布的高超音速滑翔器模型

與此同時，澳大利亞則充分發(fā)揮自身的區(qū)位優(yōu)勢，與美國合作開展了“高速射擊”“高超聲速國際飛行研究試驗”項目等計劃，積極致力于高超聲速基礎(chǔ)技術(shù)研究。在此之前，澳大利亞昆士蘭大學(xué)“基于超燃沖壓發(fā)動機的進入空間系統(tǒng)”項目在挪威安多亞航天發(fā)射中心開展飛行試驗，盡管因助推火箭未將驗證機送達預(yù)定高度導(dǎo)致試驗失敗，但總的來說還是獲得了最重要的第一手資料。

毋庸置疑，高超聲速飛行器技術(shù)作為21世紀(jì)航空航天技術(shù)的制高點，是極為重要的軍民兩用技術(shù)。雖然目前仍存在不少技術(shù)難題，而且耗費巨大，但其作為眾多國家應(yīng)對空天挑戰(zhàn)的必然選擇，必將在軍事、政治和經(jīng)濟等領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響，值得我們持續(xù)關(guān)注！

責(zé)任編輯：彭振忠