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高超声速技术的军事价值
来源:学习时报    作者:黄志澄    2017-08-23 08:20:00 
颠覆性技术,是一种另辟蹊径、会对已有传统或主流技术途径产生颠覆性效果的技术。颠覆性技术的发展,也必将引发战争面貌的彻底改变。从海湾战争到伊拉克战争,颠覆性技术的发展,正在不断推动武器装备体系的更新换代;打击方式基本已不再是过去所追求的大规模毁伤,而是更加突出打击的精确性和有效性;整个战争则强调协同性和时间性。高超声速技术就是影响未来战争的颠覆性技术之一。
高超声速技术的演变
  高超声速飞行是指马赫数大于5的飞行。高超声速技术就是实现高超声速飞行的技术。它既包括诸如推进、气动、控制、材料等单项技术,也包括将这些单项技术根据目标而集成起来的集成技术。
  实际上,20世纪40年代,力学家就建立了高超声速飞行的基本理论,如钱学森在1946年提出了著名的《高超声速相似率》。20世纪60年代初,美国X-15用火箭发动机,实现了首次高超音速飞行(飞行M数大于5.3)。在这以后,开始致力于利用空气中的氧气的吸气式发动机的高超音速飞行。美苏等国开展了超声速燃烧冲压发动机等关键技术的研究,但由于其技术难度太大,研究工作进展不大,在美国设计航天飞机时,仍决定采用较成熟的火箭发动机。
  1986年,美国决定上马单级入轨的空天飞机计划。这个计划在花出30亿资金后,在1995年下马。在这之后,美国宇航局(NASA)执行了一项规模较小的飞行演示验证计划。其使用氢燃料的X-43A的飞行试验虽然成功,但其飞行马赫数是固定不变的(7或10)。
  2001年,NASA和美国国防部就联合提出了“国家航空航天倡议”。该倡议建议美国发展吸气式高超声速飞行器分三步走:近期致力于高超声速巡航导弹;中期集中于发展高超声速轰炸机;远期瞄准重复使用的航天运载器。在这之后,由美国军方主导了碳氢燃料超燃冲压发动机的研发。2008年2月,美国国防部向美国国会递交了《国防部高超声速计划路线图》(下称《路线图》)。计划不仅包括吸气式高超声速巡航飞行的技术,而且扩展到包括采用火箭发动机和组合发动机在大气层中进行高超声速机动飞行的技术。
  《路线图》进一步明确了美军的高超声速计划的目的是为美军提供三项作战能力:打击/持久作战能力;空中优势/防御能力;快速进入太空能力。这个路线图对上述三个方面,都提出了由一系列技术验证飞行器,它们包括:吸气式高超声速飞行器如X-51A、HyFly等;高超声速助推滑翔飞行器如HTV-2、先进高超声速颧武器AHW以及小型无人航天飞机X-37B等。这些飞行器都先后进行了飞行试验。
高超声速技术的军事价值
  高超声速技术如何影响未来的战争,美国空军在2015年9月15日发表的《美国空军2035年的核心使命,空军未来作战概念》报告中进行了讨论。
  在上述文件中,美国空军提出了2035年的高超声速攻击作战设想。它假想了2035年9月17日,美国空军利用高超声速打击武器对敌方的一体化防空系统中的激光武器实施打击。在该设想中,由4艘母舰投放200架飞行马赫数为0.9的高亚声速小型无人飞行器。这些分布式无人机,通过快速组合形成不断变换的诱饵和干扰机阵列,同时其所搭载的网络化传感器为美军构建起对敌方一体化防空系统的态势感知。由于敌方的防空系统的探测和火力通道,被这些目标饱和,敌方未能及时发现美军发射的高超声速导弹。这些导弹首先摧毁了防空系统中的高能激光武器(它威胁到美军的低轨道卫星);其他高超声速武器,则摧毁了岸舰导弹系列和攻击艇的驻泊地。
  2016年3月,美国空军联合会的米切尔空天研究所,发表了报告《高超声速武器与美国国家利益:21世纪的突破》。报告认为,高超声速武器可在以下4个方面为美国及其全球盟友部队提供作战优势:(1)提供前所未有的快速到达,可缩短从“发射器到目标”的时间,并能更有效地利用情报来打击目标。(2)提供全球目标区域的进入。战区高超声速导弹可在不到17分钟内,到达1609千米以外的目标;高超声速的情报侦察(ISR)系统,以比卫星更快的速度在一天内抵达目标区并具有更高生存能力。(3)提供“第四维”作战效应,压缩敌方的决策时间,使高超声速攻击方有效地干预敌方的指挥、控制与作战管理周期,进而增强美国的指挥与控制优势。(4)突破敌方防空系统,高超声速武器可使老旧的第四代战机,攻击严密防守地区的目标,并使武器在搜寻目标时确保自身的存活。
高超声速技术的创新之路
  美国是最重视发展高超声速技术的国家。高超声速技术已被美国国防部列为2017财年美军武器装备现代化投资重点的7大领域之一。美国当前正在发展的高超声速武器,包括空军的“高超声速打击武器(HSSW)”,美国空军和DAPRA合作的“高超声速吸气式武器概念(HAWC)”和“战术助推滑翔(TBG)”等项目。这三个项目,波音、洛马、雷神等美国重要的军工企业都有参与。后两个项目都将在2020年前开展演示验证试飞。其中,HAWC项目瞄准的目标型号,是巡航速度约马赫数5-6、射程约1000千米、能够适应B-2A轰炸机等内埋和F- 35战斗机外挂的巡航导弹;TBG项目瞄准的目标型号,则是最大速度约马赫数9-10、射程1000-2000千米的助推滑翔弹。另外AHW正在准备进行第三次飞行试验。除此之外,美国洛马公司正在积极研发高超声速侦察飞机SR-72,并于2018年开始发展一种装备一台全尺寸组合循环发动机的有人驾驶飞行研究飞行器(FRV)。由此可见,美军在2030年可能装备的高超声速武器主要有三类:使用超燃冲压发动机的高超声速导弹、高超声速助推滑翔飞行器和高超声速侦察飞机。美国空军也在和英国反作用发动机公司合作,研发强预冷的高超声速“佩刀”吸气式发动机。
  由于高超声速武器在未来战争中的速度优势和巨大的打击能力,它已成为大国准备未来战争而竞相发展的一种颠覆性技术。未来的战争仍然是体系和体系的对抗,单独的一种武器的性能虽然重要,但只有与体系中其它武器配合,才能发挥出它的优势。
  我国的高超声速技术发展迅猛,大有后来居上之势,不过要达到实战的要求,还有一段较长的路要走。从长远来看,在这场大国的高超声速技术大博弈中,我国若要永远处于不败之地,必须要发展独创的颠覆性技术,走高超声速技术的创新发展之路。
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