高超聲速導彈的研發(fā)軌跡

■張翚　周小麗　陳朗

近年來，高超聲速武器成為世界多國軍事戰(zhàn)略及裝備發(fā)展博弈新焦點。今年上半年，有關(guān)高超聲速導彈的新聞接踵而至——

1月，日本內(nèi)閣會議批準2025財年預算案，計劃投入2976億日元用于研發(fā)高超聲速導彈并建設(shè)相關(guān)生產(chǎn)基地。

同月，據(jù)朝中社報道，朝鮮成功試射新型高超聲速中遠程彈道導彈。

4月，英國宣布高超聲速技術(shù)取得新突破，距離研發(fā)高超聲速導彈又近了一步。

5月，美空軍參謀長透露，將在2026財年為AGM-183A高超聲速導彈項目申請資金支持。

6月，法國在巴黎航展上展示了一款研發(fā)中的陸基中程高超聲速彈道導彈的縮比模型。

同月，伊朗啟動代號為“真實諾言-3”的報復行動，用自主研發(fā)的高超聲速彈道導彈、無人機等武器反擊以色列。

綜觀這些動態(tài)，高超聲速導彈的研發(fā)運用像被按下了“加速鍵”。那么，高超聲速導彈為何熱度又起？其發(fā)展現(xiàn)狀如何？未來將走向何方？請看本期解讀。

“匕首”高超聲速導彈（渲染圖）。

掛載“匕首”高超聲速導彈的米格-31戰(zhàn)機。

“法塔赫”高超聲速導彈。

“巴勒斯坦-2”高超聲速彈道導彈（渲染圖）。

備受各國“青睞”

高超聲速導彈是指能夠在臨近空間或大氣層內(nèi)以超過5倍音速進行持續(xù)可控飛行，并可做大范圍不規(guī)則機動的導彈。其特點是速度快、射程遠、飛行軌跡多變，突防成功率高。

嚴格來說，高超聲速導彈主要可分為兩類：高超聲速助推滑翔導彈和吸氣式高超聲速巡航導彈。前者由火箭助推器將導彈加速至高超聲速，然后在大氣層邊緣或臨近空間進行無動力滑翔。此類導彈飛行高度高，射程遠，橫向機動范圍大，適合打擊戰(zhàn)略縱深目標。后者采用超燃沖壓發(fā)動機，在飛行中持續(xù)吸入空氣，與燃料混合燃燒產(chǎn)生強大推力，使導彈達到高超聲速。此類導彈飛行高度略低，低空突防能力更強，具備較好的隱蔽性和末端機動能力，適合打擊時敏目標。

除了以上兩種類型，為了盡快擁有高超聲速打擊能力，對傳統(tǒng)彈道導彈進行改進也成為發(fā)展高超聲速導彈的一條捷徑。俄羅斯的“匕首”、伊朗的“法塔赫”等都屬此類。

因為能以快制快，突破對手的防空系統(tǒng)，各國競相展開對高超聲速導彈的研發(fā)。

20世紀70年代，美國就開始研究高超聲速助推滑翔導彈。進入21世紀，美海、陸、空軍均展開對高超聲速滑翔導彈的研發(fā)。其中，海軍和陸軍基于通用的高超聲速滑翔體分別研發(fā)“中遠程常規(guī)打擊武器”和“遠程高超聲速武器”；空軍基于戰(zhàn)術(shù)助推滑翔體研發(fā)“空射快速響應(yīng)武器”。其所研高超聲速滑翔導彈有3個技術(shù)特點：一是射程上由突出戰(zhàn)略打擊轉(zhuǎn)變?yōu)閼?zhàn)略戰(zhàn)術(shù)打擊并重；二是雙錐體構(gòu)型與升力體構(gòu)型滑翔體同步發(fā)展；三是力求在“三位一體”基礎(chǔ)上實現(xiàn)多平臺部署。

自2013年始，美軍又開始了高超聲速巡航導彈的研發(fā)。其主要基于“高超聲速吸氣式武器概念”，旨在提升對時敏目標或重點防御目標的快速遠程打擊能力。美空軍于2021年啟動了“高超聲速攻擊巡航導彈”項目，美海軍于2023年啟動了“高超聲速空射進攻性反艦導彈”項目。美軍高超聲速巡航導彈的技術(shù)特點主要有二：一是依托“高超聲速吸氣式武器概念”成果，采用空基平臺發(fā)射，兼具對地攻擊與反艦打擊能力；二是圍繞雙模態(tài)超燃沖壓發(fā)動機和分區(qū)燃燒超燃沖壓發(fā)動機展開研發(fā)，不斷積累經(jīng)驗。

俄羅斯是世界上較早生產(chǎn)和列裝高超聲速巡航導彈的國家。近年來，其“匕首”“鋯石”“榛樹”等多型導彈先后投入實戰(zhàn)。

“匕首”是“伊斯坎德爾”戰(zhàn)術(shù)彈道導彈的空射改進型，使用火箭發(fā)動機推進，通常由米格-31戰(zhàn)斗機或圖-22轟炸機攜帶，可打擊海上移動目標或陸上堅固目標?！颁喪笔嵌碥娛仔秃；叱曀傺埠綄?，采用超燃沖壓發(fā)動機推動，可從護衛(wèi)艦、巡洋艦、潛艇等平臺發(fā)射，打擊各種水面艦艇和地面目標。2024年11月，俄羅斯“榛樹”新型中程高超聲速導彈投入實戰(zhàn)。俄方表示，“榛樹”導彈已具備量產(chǎn)條件。俄羅斯的“先鋒”洲際導彈由SS-19洲際導彈的彈體和高超聲速可變軌滑翔彈頭組成，最大射程超過1萬千米，最高速度超過20馬赫，可攜帶核彈頭。

其他國家也先后展開高超聲速導彈的研發(fā)。法國正在研發(fā)ASN4G型高超聲速導彈，準備裝備給“陣風”戰(zhàn)斗機。英國及澳大利亞則在推進高超聲速導彈與可重復使用高超聲速飛行器的研發(fā)。朝鮮、伊朗、印度等國也在加快高超聲速導彈的研發(fā)。

多種技能“傍身”

“天下武功，唯快不破?！备叱曀賹椧钥煲婇L，對一些遠程目標進行快速打擊，是其主要的作戰(zhàn)方式。

5馬赫以上的飛行速度，意味著即使距離目標1000千米，高超聲速導彈也能在10分鐘內(nèi)打過去。而傳統(tǒng)的彈道導彈飛行同樣的距離需要15～20分鐘，亞音速巡航導彈更是需要1小時以上。2022年3月，俄軍從克里米亞半島發(fā)射了一枚“匕首”高超聲速導彈，僅用7分鐘，就摧毀了位于對手戰(zhàn)略縱深的一處大型地下導彈和航空彈藥庫。

除了擁有毋庸置疑的速度，高超聲速導彈還有不少其他技能“傍身”。

隱身突防。高超聲速導彈憑借先進氣動布局如乘波體，可在飛行時產(chǎn)生較強的升力，同時減少雷達反射面積。一些此類導彈使用吸波材料覆蓋彈體，能有效吸收探測雷達發(fā)射的電磁波，降低反射信號強度。通過對發(fā)動機尾焰進行冷卻、采取紅外抑制技術(shù)等，此類導彈可有效降低紅外輻射特征。此外，一些高超聲速導彈可在距離地面20～100千米的臨近空間飛行，這個高度多數(shù)防空系統(tǒng)無法企及，因而突防效率較高。

機動變軌。傳統(tǒng)彈道導彈的軌跡近似拋物線，反導系統(tǒng)可通過軌道計算提前預判攔截點。高超聲速導彈在飛行過程中能夠進行橫向和縱向機動，尤其是橫向的“蛇形機動”能實現(xiàn)大幅變軌，難以被對手預警系統(tǒng)預測和鎖定，大大增加反導系統(tǒng)攔截難度。接近目標時，高超聲速導彈通常會進行高頻次小幅度機動或大角度俯沖，以規(guī)避近程防空武器攔截。2024年12月，也門胡塞武裝發(fā)射的“巴勒斯坦-2”高超聲速彈道導彈，就帶有機動變軌的特征。

懾戰(zhàn)一體。高超聲速導彈的威懾力，主要體現(xiàn)在能突破各國現(xiàn)有的防空反導體系方面，其帶來的威脅既可以是戰(zhàn)術(shù)性的，也可能是戰(zhàn)略性的。極高的飛行速度令對手預警和攔截“窗口”被大幅壓縮。飛行軌跡復雜多變使得現(xiàn)有反導系統(tǒng)的雷達跟蹤和攔截計算無法應(yīng)對，直接削弱對手的防御信心。搭載常規(guī)彈頭的高超聲速導彈可對航母、機場、導彈陣地等高價值目標即時打擊，形成區(qū)域拒止威懾。搭載核彈頭的高超聲速導彈可突破對手的反導屏障，直接攻擊其指揮中心、核武基地等戰(zhàn)略縱深要害目標，改變戰(zhàn)略平衡。近年來的實戰(zhàn)運用也證明，高超聲速導彈已成為現(xiàn)代戰(zhàn)場上很難防御的武器之一。

或?qū)⒍嗑S“進化”

當前，以高超聲速導彈為代表的新型作戰(zhàn)力量迅速崛起，圍繞高超聲速導彈展開的攻防正在重塑新的軍事斗爭格局。同類裝備間的角逐、反制手段的升級，也促使高超聲速導彈加速“進化”。

推進動力不斷增強。高超聲速導彈增強動力是必然趨勢。從傳統(tǒng)的火箭動力發(fā)展到超燃沖壓發(fā)動機、新型預冷卻發(fā)動機、爆震發(fā)動機、磁流體發(fā)動機等，就體現(xiàn)著這一趨勢。還有一種駐定斜爆震發(fā)動機，不僅結(jié)構(gòu)簡單，燃燒室長度短，功率密度也高，極具發(fā)展?jié)摿?。另外，高超聲速導彈要在大空域、寬速域高性能飛行，單一類型的發(fā)動機往往“力有不逮”，組合發(fā)動機綜合性能高、適用范圍廣，也是未來動力發(fā)展的一個趨勢。常見的組合動力推進，包括火箭基組合循環(huán)動力、渦輪基組合循環(huán)動力、空氣渦輪火箭組合發(fā)動機等。隨著動力的不斷增強，高超聲速導彈才能始終保持其“閃擊重錘”的地位。

智能與自主程度提升。高超聲速導彈與傳統(tǒng)導彈相比，飛行包線跨域大、飛行環(huán)境更復雜，對制導和控制提出了更嚴苛的要求。未來高超聲速導彈將通過開發(fā)人工智能軌跡優(yōu)化算法，實現(xiàn)智能飛行控制，進一步提升自適應(yīng)能力、抗干擾能力和機動性。同時，人工智能可助力高超聲速導彈實現(xiàn)任務(wù)規(guī)劃與自主決策，根據(jù)預定目標和實時環(huán)境信息，自主改變飛行軌跡、調(diào)整飛行速度，提高突防能力。利用機器學習和大數(shù)據(jù)技術(shù)，實現(xiàn)精確制導，提高打擊精度，也是高超聲速導彈的發(fā)展方向。同時，該技術(shù)還可用于對導彈狀態(tài)進行實時監(jiān)測，對可能出現(xiàn)的問題提供預警和解決方案，以降低故障率。今后多枚導彈間的信息共享和協(xié)同作戰(zhàn)，也依賴于這種智能與自主，包括確保導彈在強電磁干擾條件下精準命中目標。

新材料與熱防護技術(shù)更先進。未來，隨著高超聲速導彈的持續(xù)增速，如何應(yīng)對更加嚴峻的熱環(huán)境，這一問題無法回避。傳統(tǒng)設(shè)計手段難以滿足急劇增長的熱載荷要求。一方面需要研發(fā)能承受更高溫度、具有更好抗氧化性和抗熱震性的新型防熱材料，如超高溫陶瓷、梯度復合材料、氣凝膠復合材料等，確保在長時間加熱的情況下，導彈表面不燒蝕、外形結(jié)構(gòu)不變形；另一方面需要優(yōu)化熱防護的結(jié)構(gòu)設(shè)計，讓主動熱防護結(jié)構(gòu)不但能達到高效冷卻的目的，而且質(zhì)量更輕、功能更多。

制造和使用成本有所降低。隨著今后圍繞高超聲速導彈攻防對抗的加劇，高能激光、電磁炮等新概念反制武器會紛紛登場。這些反制武器成本很低，高超聲速導彈如果不作出改變，將掉入“性價比陷阱”。因此，必須想方設(shè)法降低其研發(fā)制造和使用成本。在制造方面，可通過優(yōu)化設(shè)計與架構(gòu)，如采用全數(shù)字開放式架構(gòu)，提高導彈的通用性和可維護性，便于批量生產(chǎn)和升級改造；通過使用低成本材料，如用高強度不銹鋼替代稀有金屬，以壓低造價；采用增材制造技術(shù)，如3D打印制導系統(tǒng)、尾翼、發(fā)動機等，提高生產(chǎn)速度，降低加工與裝配難度和成本。在使用方面，可通過提高導彈重復使用性，如研發(fā)可重復使用的發(fā)動機、彈體等，減少每次任務(wù)的裝備消耗，降低使用成本。同時，通過建立高效的維護保障體系，如利用智能監(jiān)測技術(shù)實時掌握導彈狀態(tài)，實現(xiàn)精準維護，以降低成本。

供圖：陽  明