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[科普中國]-高超音速武器

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高超音速武器是指以高超音速飛行技術(shù)為基礎(chǔ)、飛行速度超過6倍音速的武器。高超音速在軍事上具有很重要的意義,高超音速武器航程遠、速度快、結(jié)構(gòu)簡單、性能超卓,能夠快速打擊遠程目標(biāo),被軍事專家稱為繼螺旋槳、噴氣推進器之后航空史上的第三次革命性成果。

高超音速武器主要包括高超音速制導(dǎo)炮彈、偵察機、巡航導(dǎo)彈、鉆地彈、轟炸機等。2014年8月7日在中國西部一個導(dǎo)彈基地第二次試射了一枚Wu-14高超音速滑翔式導(dǎo)彈。

情況簡介美國“黑燕”高超聲速無人戰(zhàn)斗機模擬圖高超聲速武器是指以高超聲速飛行技術(shù)為基礎(chǔ)、飛行速度超過6倍聲速的武器。經(jīng)過軍事科學(xué)家不懈努力,高超聲速武器研究在20世紀(jì)90年代后取得了重大突破,已從概念和原理探索階段進入了以飛行器應(yīng)用為背景的先期技術(shù)開發(fā)階段。高超聲速武器航程遠、速度快、結(jié)構(gòu)簡單、性能超卓而備受各國青睞。

其實高超聲速武器嚴格說來并不是一種時髦的武器,遠程彈道導(dǎo)彈和洲際彈道導(dǎo)彈實際上就是一種高超聲速武器。按照牛頓的經(jīng)典力學(xué)理論,這兩種導(dǎo)彈在發(fā)射后會沖出大氣層達到第一宇宙速度,也就是7.9公里/秒,相當(dāng)于23.6馬赫,所以彈道導(dǎo)彈平均速度超過15馬赫是完全沒有任何問題的,而其彈頭在末端突防的時候速度甚至?xí)_到30馬赫以上。從5馬赫的標(biāo)準(zhǔn)來看,彈道導(dǎo)彈完全當(dāng)?shù)闷稹案叱曀傥淦鳌钡姆Q號。
由于遠程和洲際彈道導(dǎo)彈是大國現(xiàn)成的裝備,因此美國在其“快速全球打擊計劃”的戰(zhàn)略規(guī)劃中,就是將海軍的“三叉戟”潛射彈道導(dǎo)彈改裝上常規(guī)彈頭。2010年,美國空軍甚至還把一枚陸基民兵-3洲際彈道導(dǎo)彈改造成了“快速全球打擊計劃”的原型武器。

各國研制美軍首創(chuàng)據(jù)美國軍方透露,一種高超音速武器能夠在30分鐘之內(nèi)打擊全球任何地方的目標(biāo)。美軍成功試射了一枚至少能夠以5倍音速飛行的“先進高超音速武器”。

2011年11月17日11時30分,飛行器從夏威夷考愛島的太平洋導(dǎo)彈試射場發(fā)射,預(yù)定目標(biāo)是陸軍位于夏威夷西南約2500英里的馬紹爾群島夸賈林環(huán)礁上的里根試驗場。這個飛行器利用三級推進火箭發(fā)射,送入地球大氣層預(yù)定軌道后開始超高音速滑翔,最終擊中里根試驗場的預(yù)定目標(biāo)。如果美軍將這種“先進高超音速武器”推廣開來,意味著美軍將不必依賴部署在外國領(lǐng)土上的導(dǎo)彈。五角大樓沒有透露這種高超音速飛行器的最高速度。

2014年8月25日在阿拉斯加州測試時發(fā)生嚴重故障:升空僅四秒后爆炸并墜落在測試基地內(nèi)。軍方稱,本次事故雖沒造成人員傷亡,但基地內(nèi)的設(shè)施損壞嚴重。五角大樓透露,當(dāng)天清晨,這枚“高超音速武器”搭乘三級固體火箭發(fā)射升空后出現(xiàn)電腦故障,為防止意外事故,地面控制人員將其引爆。

中國研制中國在大力開展高超音速武器的研制工作。例如,《科技日報》2012年6月就發(fā)表了一篇有關(guān)北京郊區(qū)建成9馬赫高超音速風(fēng)洞的文章。這是為測試高超音速飛行器空氣動力模型所必需的設(shè)備。

從美國公布的資料來看,中國高超音速飛行器的研制工作規(guī)模龐大,至少在兩個方向展開:空天飛機和高超音速巡航導(dǎo)彈原型的制造。

2011年由轟-6轟炸機發(fā)射并完成亞軌道飛行的無人空天飛機神龍(863-706計劃)可能就是飛行試驗的繼續(xù)。他或?qū)⒂糜谲娛履康?,包括作為打擊工具。同時中方還在對提高它的隱身性進行研究。

至于在成都研制出的高超音速巡航導(dǎo)彈,據(jù)說,就其結(jié)構(gòu)而言它非常接近美國的X-43,用作氫燃料,而把空氣中的氧作為氧化劑。如果說空天飛機可能出現(xiàn)一系列軍用和民用版本,那么成都制造的飛行器十有八九將用作攻擊性武器。

俄羅斯與美國相比,俄羅斯對于高超音速導(dǎo)彈的研制更為保密,很多關(guān)于高超音速導(dǎo)彈的計劃都列為絕密,因此其名稱、任務(wù)、技術(shù)性能等信息只有國家最高層極少數(shù)領(lǐng)導(dǎo)人了解。盡管如此,但毋庸置疑的是,俄羅斯在高超音速技術(shù)領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。俄早已擁有“白蛉”“寶石”等多種沖壓發(fā)動機推進的導(dǎo)彈,它們?yōu)楦叱羲傺芯康於藞詫嵉幕A(chǔ)。

據(jù)美國“國家利益”網(wǎng)站2016年4月22日報道,俄羅斯最新型3M22“鋯石”高超音速巡航導(dǎo)彈即將在2018年進入現(xiàn)役,該導(dǎo)彈能夠以5-6馬赫的高速飛行,預(yù)計將配備在全世界最強的“彼得大帝”號和“納希莫夫海軍上將”核動力巡洋艦上,該導(dǎo)彈的服役將對美國及其盟友構(gòu)成了嚴重的威脅。

導(dǎo)彈測試2014年3月,美國陸軍宣布將于2014年8月進行第二次高超音速導(dǎo)彈測試。

美國陸軍空間和導(dǎo)彈防御司令部司令大衛(wèi)·曼中將在美國國會稱,美國陸軍預(yù)計將在8月進行第二次先進高超音速武器技術(shù)演示。

先進高超音速武器是美軍常規(guī)快速全球打擊計劃的一部分。該計劃旨在使華盛頓具有在一小時內(nèi)用常規(guī)彈頭打擊地球上任意目標(biāo)的能力。

美國陸軍稱,先進高超音速武器可以從美國發(fā)射,擊中世界上任何地方的目標(biāo)。它可以達到5馬赫(約合每小時6125公里)甚至更高的速度。

先進高超音速武器是在2011年11月進行首次測試的。當(dāng)時,它是在位于夏威夷州考艾島的太平洋導(dǎo)彈試射場發(fā)射的,在大約半小時的時間中飛行了約2500英里(約合4000公里),擊中了美國陸軍在馬紹爾群島里根試驗場的目標(biāo)。

2014年9月3日,在美國陸軍AHW項目第二次試飛失敗后,國防部目前正在著眼開展第三次試飛的相關(guān)工作。2014年8月25日的試飛失敗原因在助推火箭上,而不是高超聲速飛行器。美軍因此將再開展一次試飛,看看到底會得到什么結(jié)果。美國國防部目前還沒敲定第三次試飛的進度安排。盡管第二次試飛失敗與AHW項目核心的高超聲速飛行器無關(guān),但這對項目來說無疑是個不小的挫折。他認為至少需要一年時間,國防部才能夠再次準(zhǔn)備好進行第三次試飛,因為診斷和更正本次試飛的問題也將耗費不少時間。

主要意義首先,研制高超音速飛行器可以大大提高打擊反導(dǎo)系統(tǒng)的導(dǎo)彈武器能力。高超音速飛行器原則上現(xiàn)今就可以在大氣層中以彈道導(dǎo)彈的速度飛行,但與后者不同的是它的飛行軌跡可以很復(fù)雜并難以預(yù)測。俄羅斯洲際彈道導(dǎo)彈上安裝的新一代核彈頭就屬于高超音速飛行器。據(jù)推測,原則上它們可以讓俄戰(zhàn)略核力量免受美國反導(dǎo)系統(tǒng)的威脅。

然而,高超音速武器在非核武器領(lǐng)域運用的潛力更大。這種武器實際上可保證在本土對世界任何地區(qū)實施瞬間和高精確打擊。沿復(fù)雜軌跡飛行的高超音速巡航導(dǎo)彈比彈道導(dǎo)彈更難以讓敵方反導(dǎo)系統(tǒng)攔截,同時前者還擁有更高的精確性。高超音速導(dǎo)彈在量產(chǎn)后也許比彈道導(dǎo)彈更廉價。

最后,中國同俄羅斯一樣,很有可能在為自己的彈道導(dǎo)彈制造新一代彈頭時將采用高超音速技術(shù)。鑒于美國有限的反導(dǎo)系統(tǒng)亦有可能給僅有小規(guī)模核武庫的中國人民解放軍造成很大威脅,因此研制應(yīng)對敵方反導(dǎo)系統(tǒng)的手段就具有重大意義,而在這種條件下利用高超音速彈頭是最有效的。1

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

武偉 - 高級工程師 - 天津直升機有限責(zé)任公司