高超聲速導彈的研發軌跡-新華網
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2025 07/25 16:59:55
來源:解放軍報

高超聲速導彈的研發軌跡

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  “匕首”高超聲速導彈(渲染圖)。

  挂載“匕首”高超聲速導彈的米格-31戰機。

  “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)。

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

  1月,日本內閣會議批准2025財年預算案,計劃投入2976億日元用於研發高超聲速導彈並建設相關生産基地。

  同月,據朝中社報道,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取得新突破,距離研發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,高超聲速導彈的研發運用像被按下了“加速鍵”。那麼,高超聲速導彈為何熱度又起?其發展現狀如何?未來將走向何方?請看本期解讀。

  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以超過5倍音速進行持續可控飛行,並可做大範圍不規則機動的導彈。其特點是速度快、射程遠、飛行軌跡多變,突防成功率高。

  嚴格來説,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,然後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,橫向機動範圍大,適合打擊戰略縱深目標。後者採用超燃衝壓發動機,在飛行中持續吸入空氣,與燃料混合燃燒産生強大推力,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,對傳統彈道導彈進行改進也成為發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,各國競相展開對高超聲速導彈的研發。

  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。其中,海軍和陸軍基於通用的高超聲速滑翔體分別研發“中遠程常規打擊武器”和“遠程高超聲速武器”;空軍基於戰術助推滑翔體研發“空射快速響應武器”。其所研高超聲速滑翔導彈有3個技術特點:一是射程上由突出戰略打擊轉變為戰略戰術打擊並重;二是雙錐體構型與升力體構型滑翔體同步發展;三是力求在“三位一體”基礎上實現多&&部署。

  自2013年始,美軍又開始了高超聲速巡航導彈的研發。其主要基於“高超聲速吸氣式武器概念”,旨在提升對時敏目標或重點防禦目標的快速遠程打擊能力。美空軍於2021年啟動了“高超聲速攻擊巡航導彈”項目,美海軍於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特點主要有二:一是依託“高超聲速吸氣式武器概念”成果,採用空基&&發射,兼具對地攻擊與反艦打擊能力;二是圍繞雙模態超燃衝壓發動機和分區燃燒超燃衝壓發動機展開研發,不斷積累經驗。

  俄羅斯是世界上較早生産和列裝高超聲速巡航導彈的國家。近年來,其“匕首”“鋯石”“榛樹”等多型導彈先後投入實戰。

  “匕首”是“伊斯坎德爾”戰術彈道導彈的空射改進型,使用火箭發動機推進,通常由米格-31戰鬥機或圖-22轟炸機攜帶,可打擊海上移動目標或陸上堅固目標。“鋯石”是俄軍首型海基高超聲速巡航導彈,採用超燃衝壓發動機推動,可從護衛艦、巡洋艦、潛艇等&&發射,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。俄方&&,“榛樹”導彈已具備量産條件。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。

  其他國家也先後展開高超聲速導彈的研發。法國正在研發ASN4G型高超聲速導彈,準備裝備給“陣風”戰鬥機。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。朝鮮、伊朗、印度等國也在加快高超聲速導彈的研發。

  多種技能“傍身”

  “天下武功,唯快不破。”高超聲速導彈以快見長,對一些遠程目標進行快速打擊,是其主要的作戰方式。

  5馬赫以上的飛行速度,意味着即使距離目標1000千米,高超聲速導彈也能在10分鐘內打過去。而傳統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,俄軍從克裏米亞半島發射了一枚“匕首”高超聲速導彈,僅用7分鐘,就摧毀了位於對手戰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。高超聲速導彈憑藉先進氣動布局如乘波體,可在飛行時産生較強的升力,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射的電磁波,降低反射信號強度。通過對發動機尾焰進行冷卻、採取紅外抑制技術等,此類導彈可有效降低紅外輻射特徵。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,這個高度多數防空系統無法企及,因而突防效率較高。

  機動變軌。傳統彈道導彈的軌跡近似拋物線,反導系統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”能實現大幅變軌,難以被對手預警系統預測和鎖定,大大增加反導系統攔截難度。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衝,以規避近程防空武器攔截。2024年12月,也門胡塞武裝發射的“巴勒斯坦-2”高超聲速彈道導彈,就帶有機動變軌的特徵。

  懾戰一體。高超聲速導彈的威懾力,主要體現在能突破各國現有的防空反導體系方面,其帶來的威脅既可以是戰術性的,也可能是戰略性的。極高的飛行速度令對手預警和攔截“窗口”被大幅壓縮。飛行軌跡複雜多變使得現有反導系統的雷達跟蹤和攔截計算無法應對,直接削弱對手的防禦信心。搭載常規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、核武基地等戰略縱深要害目標,改變戰略平衡。近年來的實戰運用也證明,高超聲速導彈已成為現代戰場上很難防禦的武器之一。

  或將多維“進化”

  當前,以高超聲速導彈為代表的新型作戰力量迅速崛起,圍繞高超聲速導彈展開的攻防正在重塑新的軍事鬥爭格局。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。從傳統的火箭動力發展到超燃衝壓發動機、新型預冷卻發動機、爆震發動機、磁流體發動機等,就體現着這一趨勢。還有一種駐定斜爆震發動機,不僅結構簡單,燃燒室長度短,功率密度也高,極具發展潛力。另外,高超聲速導彈要在大空域、寬速域高性能飛行,單一類型的發動機往往“力有不逮”,組合發動機綜合性能高、適用範圍廣,也是未來動力發展的一個趨勢。常見的組合動力推進,包括火箭基組合循環動力、渦輪基組合循環動力、空氣渦輪火箭組合發動機等。隨着動力的不斷增強,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導彈相比,飛行包線跨域大、飛行環境更複雜,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人工智能軌跡優化算法,實現智能飛行控制,進一步提升自適應能力、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任務規劃與自主決策,根據預定目標和實時環境信息,自主改變飛行軌跡、調整飛行速度,提高突防能力。利用機器學習和大數據技術,實現精確制導,提高打擊精度,也是高超聲速導彈的發展方向。同時,該技術還可用於對導彈狀態進行實時監測,對可能出現的問題提供預警和解決方案,以降低故障率。今後多枚導彈間的信息共享和協同作戰,也依賴於這種智能與自主,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更先進。未來,隨着高超聲速導彈的持續增速,如何應對更加嚴峻的熱環境,這一問題無法回避。傳統設計手段難以滿足急劇增長的熱載荷要求。一方面需要研發能承受更高溫度、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、梯度複合材料、氣凝膠複合材料等,確保在長時間加熱的情況下,導彈表面不燒蝕、外形結構不變形;另一方面需要優化熱防護的結構設計,讓主動熱防護結構不但能達到高效冷卻的目的,而且質量更輕、功能更多。

  製造和使用成本有所降低。隨着今後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,必須想方設法降低其研發製造和使用成本。在製造方面,可通過優化設計與架構,如採用全數字開放式架構,提高導彈的通用性和可維護性,便於批量生産和升級改造;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;採用增材製造技術,如3D打印製導系統、尾翼、發動機等,提高生産速度,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,如研發可重復使用的發動機、彈體等,減少每次任務的裝備消耗,降低使用成本。同時,通過建立高效的維護保障體系,如利用智能監測技術實時掌握導彈狀態,實現精準維護,以降低成本。(張翚 周小麗 陳朗)

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