俄羅斯AU－30飛艇

    隨著技術的不斷發展，越來越多的國家開始涉足臨近空間，並且將臨近空間視為國家安全新的“高邊疆”。而圍繞臨近空間作戰平臺的部署、進攻與防禦，是21世紀世界軍事強國競爭的重要領域。

石宏

　　臨近空間是指距離地面高度20～100千米的空域，正好介于傳統的航空與航太之間，屬于從航空到航太的過渡空間，長期以來都是人類很少涉足的區域。隨著技術的不斷發展，越來越多的國家開始涉足臨近空間，並且將臨近空間視為國家安全新的“高邊疆”。而圍繞臨近空間作戰平臺的部署、進攻與防禦，是21世紀世界軍事強國競爭的重要領域。

備受青睞

　　臨近空間與傳統的航空和航太環境存在比較大的差異。

　　傳統航空是距地面高度20千米以下的空間，大氣比較稠密，因此飛行器只要速度較快，氣動阻力就會變得很大，很難實現高超音速飛行。即便付出很大代價實現了高超音速飛行，飛行器也會因較大的氣動阻力而航程大大縮短。

　　傳統航太是距地面高度100千米以上的空間，大氣十分稀薄，航太器無法利用氣動力而只能依靠自身動力進行控制，機動性能明顯低于飛機這樣的飛行器，而且動力裝置的選擇也比較有限，要麼是自帶氧氣助燃的火箭發動機，要麼使用核動力或者太陽能動力。

　　臨近空間因高度介于航空與航太之間，所以環境也介于航空與航太之間，即大氣雖相對稀薄，但可以讓臨近空間飛行器採用氣動力控制，同時在飛行過程中氣動阻力較小，易于實現高超音速飛行，而且飛行時間很長，能夠達到較大的航程。此外，臨近空間擁有大氣平流層區域（距地面18～55千米的空域）、大氣中間層區域（距地面55～85千米的空域）和小部分暖層區域（距地面85～800千米的空域），縱跨非電離層和電離層（按大氣被電離的狀態，60千米以下為非電離層，60～1000千米為電離層），絕大部分成分為均質大氣（90千米以下的大氣），很少有雷暴和閃電，也不存在雲、雨、霧、雪和大氣湍流現象，因此能夠給臨近空間飛行器提供一個較為穩定的大氣環境。

　　對于軍事應用來説，臨近空間上接航太，下連航空，能夠極大地拓展空天戰場的范圍與縱深，從而形成無縫的空天一體作戰能力，因此戰略地位非常重要。臨近空間飛行器可以在早期預警、偵察監視、通信保障、電子對抗、導航定位等方面實現空天地資訊的有效中繼和銜接，而且由于臨近空間飛行器易于實現長時間高超音速飛行，這就使其越來越成為遠端快速打擊武器的新寵，未來戰爭的節奏也將會因此顯著加快。

　　不僅如此，臨近空間飛行器在生存性方面遠超航空范圍的飛行器，這主要是因為臨近空間飛行器可以做到比航空范圍的飛行器飛得更高、更快，同時又有較大的機動性，使得現有的防空和反導武器係統很難對其有效攔截。而與運作在太空范圍內的航太器相比，臨近空間飛行器則有不易受幹擾、成本較低、部署周期短、損失後易于補充等優勢。正因為臨近空間飛行器擁有如此之多獨特的優勢，自然越來越受到各國軍界的青睞。

軍事化現狀

　　臨近空間雖然大氣環境比較穩定，但是跨層較多，不僅溫度極低而且晝夜溫差極大，同時還有強烈的臭氧和紫外線，因此臨近空間飛行器的活動環境十分復雜，設計難度也因此而變得很大。

　　現在各國發展的臨近空間飛行器按照飛行速度分為兩大類，即馬赫數小于1.0的低動態臨近空間飛行器和馬赫數大于1.0的高動態臨近空間飛行器。其中，低動態臨近空間飛行器主要包括平流層飛艇、浮空氣球、高空長航時無人機，高動態臨近空間飛行器主要包括助推滑翔再入飛行器、吸氣式高超音速飛行器、空間軌道機動飛行器等。

　　低動態臨近空間飛行器主要執行早期預警、偵察監視、通信保障、電子對抗、導航定位等任務，例如平流層飛艇和浮空氣球能夠長時間定點懸浮，不存在衛星和飛機掠過後的間歇問題，很適合執行長期的預警、偵察監視、通信保障等任務。由于活動高度在20千米以上，所以其隱蔽性很好，不易被對方雷達發現。

　　更重要的是“站得高看得遠”，低動態臨近空間飛行器攜帶的可見光、紅外、多光譜、超光譜、雷達等載荷，能夠比傳統空域的飛機覆蓋更廣闊的范圍，可全天時、全天候遠端探測、跟蹤、識別來襲的各類目標，與地面預警雷達、空中預警機、太空中的衛星形成無縫的空天一體預警體係，從而大幅提升早期預警能力，更好地進行防空和反導作戰。

　　不僅如此，這些載荷還能進行地形測繪、對地/海面目標定位；在距地面20～60千米高度范圍內的非電離層，也不用像近地軌道衛星那樣擔心會出現電離層中斷通信信號的問題，因此能夠作為極佳的通信中繼平臺；攜帶電子戰載荷，就能夠執行電子戰任務，對敵方雷達、通信設備實施電磁壓制。

　　低動態臨近空間飛行器中設計難度較大的是平流層飛艇和高空長航時無人機，因為它們需要在距地面20千米以上高度長時間飛行，在這個高度上空氣很稀薄，能夠提供的升力較小，這就要求它們的結構重量必須盡可能減小，尤其是平流層飛艇每增重1千克，就要增加至少10立方米以上的氦氣囊體積來維持平衡。既要降低結構重量，同時還要防止臭氧、紫外線、大溫差等侵蝕，這對材料技術提出了非常高的要求。

　　在飛行控制方面，20千米以上的高度雖然氣流穩定，但風速較大，平均為10米/秒左右，最大能到40米/秒，如何用有限的重量和動力裝置去克服大風所造成的偏航、沉浮、翻滾等問題，難度不是一般的大。

　　在能源方面，由于要嚴格控制重量並維持長時間工作，因此平流層飛艇和20千米以上高度飛行的高空長航時無人機就不能使用燃油或鋰電池作為能源，而是像很多航太器一樣需要依靠太陽能電池板來提供能源，但這又回到材料問題上，因為現在的太陽能電池板在效率方面還不夠令人滿意。

　　總體來看，在低動態臨近空間飛行器方面，目前美國的總體設計水準最高，日本的材料技術能力出眾。美國近20年來不但在低動態臨近空間飛行器方面投入數百億美元巨資和大量人力物力，而且還讓日本源源不斷為其提供材料，這就使得美國在低動態臨近空間飛行器方面一直處于世界領先地位。例如，2005年美國陸軍的HiSentinel飛艇就已實現在距地面7.4萬英尺(22555米)的高空進行長時間有動力飛行。不過，美國軍方的注意力主要還是在平流層飛艇上，其次是浮空氣球，太陽能無人機在近些年才取得了技術突破，但領先優勢不大。

　　高動態臨近空間飛行器主要用于遠端快速打擊，因此，高超音速飛行器和空間軌道機動飛行器成為發展重點，其中高超音速飛行器又以高超音速導彈為主要發展方向。有意思的是，美國在高超音速導彈方面雖然起步最早，而且發展了多種氣動構型，但至今沒有一種研發成功的型號，反而被其他國家後來居上，這令美國十分尷尬，這兩年開始奮力追趕，然而效果依然不明顯。

美國何處領先

　　美國盡管在高超音速導彈方面發展不順利，但在高超音速臨近空間飛行器和空間軌道飛行器方面處于世界領先地位，前者的代表是SR-72，後者的代表是X-37B。

　　SR-72由美國洛克希德·馬丁公司旗下著名的臭鼬工廠研制，從編號上看應屬于SR-71“黑鳥”高空高速偵察機的後繼型號，但SR-72採用了無人設計，而且集情報收集、偵察、監視、打擊等諸多功能于一體，是一款十分先進的高超音速臨近空間飛行器，其動力係統為渦噴發動機與超燃衝壓發動機的組合體，其中渦噴發動機將SR-72加速到馬赫數3，接著超燃衝壓發動機點火繼續加速至馬赫數6。按照美軍的計劃，SR-72將在2023年實現首飛，2030年投入使用。

　　X-37B被美軍稱為軌道測試飛行器，與SR-72一樣，X-37B也採用了無人設計，從2010年首次升空到現在已經有長達12年的運作經驗。在這12年裏，美軍多次進行X-37B的發射，均獲成功，這意味著X-37B已越來越成熟。但是對于X-37B到底幹什麼用，美軍一直嚴格保密，並始終否認X-37B的軍事用途。外界普遍認為，X-37B可能是未來空天戰機的雛形，可執行全球快速打擊以及太空戰任務。

　　從未來的發展趨勢看，臨近空間飛行器正趨于多樣化、實用化。誰能在臨近空間飛行器方面取得優勢，誰也就能在未來戰爭中掌握更大的主動權。

　　（作者係《艦載武器》執行主編）

來源：2022年3月23日出版的《環球》雜志 第6期

《環球》雜志授權使用，如需轉載，請與本刊聯繫。

更多內容敬請關注《環球》雜志官方微博、微信：“環球雜志”。