標題: SR-72能成為美國“高超音速殺手鐧”嗎？ [打印本頁]
最近，美國鼓吹研制新一代高超音速武器的聲音甚囂塵上。先是空軍寫公開信，指出高超音速發展的重要意義，已經美國在這一方面的領先地位可能受到動搖。此後，洛克希德·馬丁公司總裁親自宣布，該公司著名的“臭鼬工廠”已經開始研制“飛行速度6馬赫”的高超音速飛機，也就是已經宣傳了有幾年的SR-72高超音速偵察機，聲稱這種飛機的研制經費將“可以承受”。
那麽，美國是否真的已經如洛馬公司宣布的那樣，已經在高超音速飛行器研制的主要技術難題上取得了突破嗎？他們能用較少的經費，在較短的時間內，研制出能夠擊敗任何防空系統的“高超音速殺手鐧”嗎？
高超音速飛行器主要技術障礙
今年3月初，美國空軍和國會議員聯名發公開信給議會。此信作者之一是當年美國航空航天局X-15高超音速火箭飛機試飛員的兒子，現在是美國參議院議員。他說，我的父親如果還活著，那麽他一定會說，我們早就應該超過X-15在上世紀60年代創造的馬赫數6.7的速度記錄了。
X-15驗證機是上個世紀60年代試飛的一種火箭動力飛行器，它的研制為後來的航天飛機鋪平了道路。看起來，既然上世紀60年代就能夠達到6.7馬赫，那麽今天研制一種新的高超音速飛機似乎並無絕對難題。
而該信中提到的另一架飛機則是美國空軍牽頭的X-51A，據公開信的說法，它在2013年以4.5馬赫的速度飛行了3分鐘，驗證了高超音速飛機的關鍵技術：“超燃衝壓發動機”。
似乎美國只需要繼續在X-51項目上增加投資，提高超燃衝壓發動機的技術成熟性，就能獲得一種類似巡航導彈的高超音速武器。
而洛克希德公司總裁馬琳·休森在3月15日表示，洛克希德公司已經取得了熱防護系統、空氣動力學、導航控制系統和遠程通訊系統技術方面的技術突破，該公司旗下著名的“臭鼬工廠”已經開始研制飛行速度達到6馬赫的飛機。
上述這些說法似乎表明美國高超音速飛行器的未來一片光明。
然而事實恐怕不像這些鼓吹者說的這麽美妙，高超音速飛行器的研制目前沒有到成果密集出現的時候。
從技術角度而言，要制造出高超音速飛行器，人類還需要突破諸多技術難關，而這也就決定了未來高超音速飛行器發展的“路線圖”。
首先，高超音速飛行器的第一個難題是“熱障”。
誠然，60年代人類就掌握了克服高超音速“熱障”的一些基本方法。最典型的是航天飛機和洲際導彈彈頭，它們都會以20馬赫的速度進入地球大氣層，在這個過程中，要耐受達到6000攝氏度的高溫。但必須指出，這些飛行器的抗熱技術水平和如今人們要研制的高超音速飛行器相比，卻是遠遠不夠。
因為如今研制的高超音速飛行器，要求能在大氣層內，或者在大氣邊緣，以5-20馬赫的速度長時間飛行，且整個飛行過程中不能像航天飛機和洲際導彈彈頭那樣迅速減速。更苛刻的要求是，在飛行過程中還要具有控制能力。可想而知這個技術難度已經比當年以再入大氣層為主要設計目的的飛行器大得多。
目前在這方面，公開成果最多的是美國，2011年洛克希德公司和美國國防部共同進行了HTV-2高超音速滑翔器飛行試驗，該飛行器的試驗速度為20馬赫。試飛以失敗告終，這表明洛克希德馬丁並未如聲明中所說“已經取得熱防護系統技術突破”，至少，相關技術還未實際飛行器上得到驗證。
突破熱障技術難度如此之高，因此目前研制實用化高超音速武器的飛行速度都會選擇在5-10馬赫這個區間。
熱障只是高超音速飛行器的技術難點之一，而且還是相對容易解決的難點之一。
接下來的難題是動力系統。到目前為止，高超音速飛行器幾乎都是用火箭發動機實現飛行的。其中高超音速滑翔器在飛行的後半段是沒有動力的，完全依靠較高的升阻比，在特定高度層進行滑翔。
要想真正實現大氣層內全程可控的高超音速飛行，目前來看，最現實的動力技術是超燃衝壓發動機。
大家都知道常規的衝壓發動機理論最大飛行速度是5馬赫，超過這個速度，衝壓發動機將無法正常工作。而超燃衝壓發動機目前還處於相當早期的研制階段。
從目前的公開資料上看，只有美國的X-51驗證機進行過超燃衝壓發動機實際飛行測試。據早先的報道稱，X-51曾在2013年進行完整成功的飛行測試，當時該驗證機從B-52H轟炸機上發射出去，用火箭發動機達到4.5馬赫飛行速度，然後啟動超燃衝壓發動機使飛行速度提高到5馬赫，超燃衝壓發動機工作時間達到近120秒，創造了新的世界紀錄。
不過當然，另一方面，最近美國空軍米切爾研究所給國會上書中表示，X-51的實際飛行速度是4.5馬赫。如果這個信息確切，那就意味著X-51其實只是進行了超燃衝壓發動機點火試驗，並未能真正產生強大的推力。
超燃衝壓發動機目前除了美國只有中國進行過飛行試驗，2015年我國“馮如獎”獲獎者之一王振國教授的獲獎事跡中就提到了這次試驗的情況。提到“作為總指揮和總設計師，帶領團隊歷經十餘年，從概念提出，方案設計到系統集成，研制成功國家重大專項XX高超聲速飛行器，並組織完成飛行試驗，是我國成為繼美國之後第二個實現以超燃衝壓發動機為動力的高超聲速飛行器自主飛行的國家。”而且我國的超燃衝壓發動機與美國不同，是世界首台使用航空煤油再生冷卻超燃衝壓技術的發動機，與X-51A使用特殊吸熱型碳氫燃料相比，可能距離實用化的距離還要近一些。
全世界迄今為止只有中美兩國實現超燃衝壓發動機飛行試驗，而且從種種信息來看，目前還都處於技術攻關階段，距離能夠實用化還有相當的距離。這也可見，吸氣式動力高超音速飛行器的難度有多大。
正是因為超燃衝壓動力研制難度大，短時間內還難以投入實用，因此可預見的將來，人類的第一批實用高超音速武器最現實的還是“助推-滑翔”方式飛行，即以火箭發動機為主要動力來源，高超音速平飛段實際上並沒有動力。或者，以低於5馬赫的速度，使用衝壓發動機為動力飛行。
除了熱障和動力，高超音速武器的下一個難題是控制系統。
美國研制高超音速武器的計劃目前有多個方案，其中最接近實用階段的是美國陸軍用“北極星”中程導彈推進器改進的AHW系統，這是一種典型的“助推-滑翔”式的飛行器。不過目前為止，還只進行了很少的幾次試驗，並且去年的試驗爆炸導致發射場嚴重損毀，下一次試驗可能要2017年才能繼續進行。正是因為飛行試驗還處於初期階段，AHW的命中精度問題目前還沒有開始真正進行驗證。
要實現高超音速導彈精確命中，目前還有待大量實驗。而在目前實驗次數還很少的情況下，要掌握高超音速導彈精確攻擊技術恐怕短期內很難做到。
也正是因為這個原因，近期內最現實的高超音速武器化方式就是將其作為戰略核武器的投送工具。要將其用做戰術打擊用途，還需要更多的實驗和研究。
高超音速路線圖
基於上述難點，高超音速飛行器武器化的路線圖我們也就大致可以畫出。
最早實現實用化的，無疑是類似美國AHW這樣的“助推-滑翔”原理的高超音速飛行器。有外媒報道稱中國在前兩年也連續進行了多次以“長征2”號運載火箭為運載工具的高超音速飛行試驗。俄羅斯也在積極進行類似的試驗。這表明此類武器的實用化已經確實不再是科幻小說中的事情，很可能在未來5-10年內就會出現搭載高超音速滑翔彈頭的中程乃至洲際導彈。
同時，以較低的馬赫數高空飛行的，衝壓發動機為動力的巡航導彈和偵察機也可能在未來一段時間內出現。
冷戰期間美國和蘇聯都已經研制過飛行速度3馬赫的飛機，也就是米格-25和SR-71，在這一技術基礎上改進提高而來的新一代高速飛機如果速度能夠達到4.5-5馬赫，也並不值得特別奇怪。此前《中國航空報》就曾透露，我國也在進行此類飛機的研制。
俄羅斯近期試驗的“鋯石”反艦導彈可能也屬於此類飛行器，據稱“鋯石”導彈就是曾在航展上展示的俄印聯合研制“布拉莫斯2”導彈，其外形有些接近蘇聯早年曾試驗過的高超音速飛行器，不過它並未使用超燃衝壓動力，其飛行速度不大可能達到5馬赫以上。當然，圍繞“鋯石”還有很多令人不解的問題，例如它的制導方式、控制方式、命中精度等等。不過，以目前俄羅斯研制新型武器裝備的慣例，“鋯石”如果要用10年時間完成國家試驗，並不難以想象。
而在更遠一點的未來，隨著高超音速飛行技術試驗經驗的增加，才真正可能開始開發採用超燃衝壓發動機為動力，飛行速度達到5-10馬赫區間的“真正”高超音速飛行器，而且在這類武器出現初期，很可能也會是先實現小型驗證飛行器，而後才開始大型化。
歷史上來看，人類最早突破“音障”的飛機，就是X-1驗證機，這是一架小型火箭試驗機。1947年10月14日，該機首次突破音障，飛行速度達到1.06馬赫。
而世界上最早的超音速轟炸機則是B-58“盜賊”，它在1960年才進入服役。如果考慮到高超音速飛行器與現在常規飛機之間的技術鴻溝遠大於當初從亞音速飛機到超音速飛機的話，從目前的X-51到未來的實用化高超音速大型飛機之間所需要的時間恐怕還不會僅止於14年。
從這個角度來看，目前洛克希德所大力鼓吹的飛行速度可達6-7馬赫的大型載人遠程偵察機，SR-72方案，而且還聲稱其成本可以控制。這個牛皮吹的可是比當初開始研制JSF（F-35項目的早期名稱）的時候還要大得多了。
更何況，SR-72方案目前還是按照偵察機設計的。要真正實現空軍給國會上書所說的具有打擊能力的高超音速飛機，還得先實現在高超音速下開彈艙，發射武器，這又是一個重大的技術難題。
不過，上面說的只是短期內的概念。如果放到較長的歷史時期，比如10年-20年內，那麽類似SR-72概念的高超音速飛機、類似AHW概念的高超音速戰略導彈、類似“鋯石”概念的高超音速巡航導彈卻幾乎是肯定會出現並且成為主要大國的新“殺手鐧”。
那麽，高超音速武器就是“無堅不摧”，不可對抗的“終極武器”了嗎？答案當然是否定的。
高超音速武器的防禦
有矛就有盾，既然人類的技術能夠制造出高超音速武器，那麽自然也就會出現與之對抗的技術。
正如我們前面提到，最早進入實用階段的高超音速武器應該會是戰略戰役級的彈道導彈基礎上研制的“助推-滑翔”式飛行器，這種飛行器的飛行前半段仍是常規的彈道導彈。
現有的中段攔截手段和助推段攔截完全可以擊落在這個階段的來襲高超音速導彈。
而高超音速導彈真正讓現有反導攔截手段失效的部分是在飛行器從彈道導彈分離，進入大氣層開始滑翔之後，這個飛行階段，憑借其極高的飛行速度，現有的反導和防空導彈都因為反應速度不夠等原因難以跟蹤和攔截。
此外，類似俄羅斯RS-26一類的新型導彈據稱在彈道中段就開始進行高超聲速滑翔，這樣一來彈道高度比純彈道導彈大幅度降低，可以大幅度降低現有的反導預警雷達的探測距離。但也應該看到，在大氣高層高超音速滑翔的彈頭卻成了紅外偵察的絕佳目標，因此實際上是有一得必有一失，而不是真正的“隱身”兵器。
不過，高超音速導彈畢竟可以極大縮短敵方攔截反應時間。即使初期的高超音速武器技術相對粗糙，也具有一個附帶的好處，就是迫使敵方研制能夠對付這種武器的反導攔截系統，從而將軍備競賽帶入下一輪。對於已經部署了針對彈道導彈和巡航導彈的反導攔截系統的國家來說，為了對抗高超音速武器，必須全面更新自己的攔截系統，這是一筆很大的開銷。
而對於未來更新一代的高超音速武器系統，對抗情況可能會更加復雜，面對超燃衝壓動力的高超音速飛行器，為對抗“助推-滑翔”目標而研制的攔截導彈又將失去攔截能力。
從時間上來看，吸氣動力的高超音速飛機出現的時候，大功率激光、電磁炮等也差不多可以實用，它們之間又將展開新一輪的對抗。
如果要總結一下，那麽或許應該這樣說，高超聲速武器和歷史上所有的軍事技術進步一樣，並不是“包打天下”的“無敵金剛”。軍事科技領域的競爭，說到底是經濟、科技綜合實力的對抗。
但從短期角度了來講，武器裝備發展必須符合技術進步的一般規律，像洛克希德公司的SR-72這樣，指望通過一個項目推動技術進步並取得壓倒性技術優勢的“洋躍進”，或許站在我們的立場上來說，還是希望美國越多越好。（作者：席亞洲）
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