美國學者蕾切爾·威恩娜2017年4月在美國戰略與國際問題研究中心(CSIS)出版的《核問題研究專刊》上發表題為《高超聲速滑翔、助推滑翔和吸氣式技術對核威懾的影響》的文章,簡要介紹了高超聲速技術,梳理了近年來俄羅斯、中國和美國等國高超聲速武器研發情況,分析了上述各國研發高超聲速武器的動因,並向美國政府提出反制他國高超聲速武器發展的意見建議。
▲高超聲速助推滑翔器的主要原理是利用多級火箭助推飛行器， 利用各級火箭分離將飛行器助推到大氣層上層， 然後飛行器以高超聲速滑翔至目標區
高超聲速技術簡介
高超聲速飛行器是指飛行高度低於90千米、飛行速度大於馬赫數5的飛行器。 目前,高超聲速技術在軍用領域的應用不斷拓展。 從技術角度而言,全球各軍事強國當前正在研發3種高超聲速飛行器。
高超聲速滑翔器
其主要原理是利用單級火箭助推飛行器,在大氣層內以高超聲速滑翔至目標區。 雖然目前尚未投入實戰,但相關空氣動力學原理已經應用於機動再入飛行器(主要用來提升目標打擊精度)。
高超聲速助推滑翔器
其主要原理是利用多級火箭助推飛行器,利用各級火箭分離將飛行器助推到大氣層上層,然後飛行器以高超聲速滑翔至目標區。
高超聲速吸氣式飛行器
其主要原理是以超燃衝壓發動機為動力,在臨近空間高超聲速巡航。 與火箭發動機相比,超燃衝壓發動機無須攜帶氧化劑,重量輕、推重比大,適合高空高速飛行。
▲有報導稱， 俄羅斯未來可能會使用正在研發的“薩爾馬特”洲際彈道導彈作為Yu-71及後續高超聲速滑翔器的載具
當前研發概況
威恩娜認為,俄羅斯、中國和美國三國當前正在進行高超聲速武器研發工作。 由於技術能力、軍民融合水準和研發理念差別較大,上述三國在高超聲速武器研發方面的側重點也有所不同。
俄羅斯
目前已經研發了至少一種高超聲速滑翔器,並計畫為其分別裝備常規彈頭和核彈頭,在2025年左右具備實戰能力。
Yu-71是俄羅斯反制美國導彈防禦系統的“4202專案”的一部分。 “4202專案”計畫在2020年前研發出少量裝備核彈頭的高超聲速滑翔飛行器,並在2025年前完成至少24套高超聲速滑翔飛行器的部署工作。 有報導稱,俄羅斯未來可能會使用正在研發的“薩爾馬特”洲際彈道導彈作為Yu-71及後續高超聲速滑翔飛行器的載具。
中國
威恩娜稱,中國目前已經研發了至少一種高超聲速助推滑翔器,計畫在2025年左右具備實戰能力。 2014年,中國進行了DF-ZF高超聲速助推滑翔器的首次飛行試驗,至今共進行7次。
與俄羅斯類似,中國的高超聲速武器研發工作,也是核現代化進程的重要組成部分。 DF-ZF預計將在2025年左右實戰部署。
美國
自2003年提出“全球快速打擊”計畫以來,陸續試驗了高超聲速滑翔器、高超聲速助推滑翔器和吸氣式高超聲速飛行器。 目前得到經費支援的高超聲速項目包括:美國空軍的“常規打擊導彈”(CSM)專案、DARPA和美國空軍共同開展的“高超聲速技術飛行器-2”(HTV-2)項目,以及美國陸軍的“先進高超聲速武器”(AHW)項目。
(1)CSM項目。 美國國防部官員透露,CSM沒有確切的部署時間,至少需要5次成功的飛行試驗,預計在2030年前不會部署。
(2)HTV-2項目。 2010年4月的首次飛行試驗只取得部分成功,2011年8月的第2次飛行試驗以失敗告終。該專案在2014—2016財年只得到200萬美元撥款,主要用來論證該專案的技術可行性。目前暫無開展後續飛行試驗的計畫。
(3)AHW項目。2011年11月成功進行首次飛行試驗。2014年8月進行第2次飛行試驗,但因助推器故障而自毀。美國國防部計畫在2017和2019年繼續開展AHW的飛行試驗。
除上述專案外,DARPA和美國空軍當前正在研發“高超聲速吸氣式武器概念”(HAWC)專案。
▲在單方面退出《反導條約》之後，美國近年來在羅馬尼亞部署陸基“宙斯盾”系統，還將在波蘭部署導彈防禦系統，使得俄羅斯周邊安全環境進一步惡化
發展動因分析
美國
威恩娜認為,美國研發高超聲速武器,主要是為了防範“流氓國家”和非國家行為體獲取大規模殺傷性武器。美國傳統基金會的金·霍爾姆斯認為,“9·11事件”之後,導彈技術在全球範圍持續擴散,非國家行為體和“流氓國家”研發大規模殺傷性武器的幾率大增。為保護美國民眾安全,小布希政府在2002年決定,美軍以高超聲速武器為基礎,推進“全球快速打擊”計畫。小布希政府還認為,在防範“流氓國家”和非國家行為體導彈技術擴散方面,僅僅有“矛”遠遠不夠,美國必須擁有確保自身和盟友安全的“盾”。為此,美國一方面在2002年6月單方面退出《反導條約》,並試圖打消俄羅斯對美國此舉可能導致其戰略威懾能力受損的疑慮;另一方面在此後10餘年斥資超過1000億美元,大力發展陸基和海基導彈防禦系統。目前已建立了四層導彈防禦體系,分別為:對近程導彈威脅進行點防禦的“愛國者”反導系統、進行面防禦的“末段高空區域防禦系統”(即“薩德”)、保衛美國本土安全的“陸基中段防禦系統”,以及海基“宙斯盾”反導系統。
俄羅斯
俄羅斯認為,美國大力發展導彈防禦系統,研發高超聲速技術,未來可能會確保其成功對俄羅斯核力量進行先發制人打擊。早在2001年,俄羅斯總統普京就警告美國,單方面退出《反導條約》是“錯誤的決定”。一直以來,俄羅斯都將《反導條約》視為美俄戰略穩定的基石。美俄雙方之前達成的默契是,如果一方推進反導系統建設,那另一方就要推進核力量建設作為反制。在單方面退出《反導條約》之後,美國近年來在羅馬尼亞部署陸基“宙斯盾”系統,還將在波蘭部署導彈防禦系統,使得俄羅斯周邊安全環境進一步惡化。2015年在聖彼德堡舉行的國際經濟論壇上,普京表示,美國單方面退出《反導條約》,研發導彈防禦系統,推進進攻性高超聲速武器研發,以及強化在歐洲地區反導系統建設,將世界推向了新冷戰。為改善周邊安全環境,俄羅斯不得不與美國展開新一輪的軍備競賽。至於俄羅斯對美國“侵略行徑”的反制措施,俄羅斯副總理德米特裡·羅戈金在多個場合做出了闡述,核心就是發展高超聲速武器和推進核力量現代化,具體舉措是研發可攜帶分導式核彈頭的高超聲速滑翔器,以及增加能運用於實戰的戰術核力量。
中國
威恩娜稱,中國一直認為美國單方面退出《反導條約》後,大力推進導彈防禦系統建設,其主要目的就是抵消中國的戰略核威懾能力,美國在亞太地區不斷強化反導作戰力量建設就是例證。中國評估認為,美國在亞太地區部署的反導系統中,至少有一部雷達的探測距離超出朝鮮半島範圍,能夠對中國的軍事力量進行偵察,從而削弱了中國的軍事威懾能力,對該地區的戰略平衡也將產生不利影響。北京認為未來其將成為(以核均勢為基礎的)雙極世界的一極,而美國的上述做法遲滯了中國核武力量的發展,削弱了中國在地區和全球的影響力。與俄羅斯類似,中國認為,美國前沿部署反導作戰力量是一種遏制或圍堵政策。中國曾在公開場合表示,美國在全球的反導系統建設將會破壞全球戰略平衡和穩定,阻礙核裁軍和不擴散進程的推進,甚至可能引發新一輪的軍備競賽。為了反制美國的反導系統建設,中國尋求推進戰略核力量現代化,主要內容包括提升核武機動性,增加核武數量,(通過分導式多彈頭)改進核武突防能力。斯德哥爾摩國際和平研究所認為,中國目前已經實戰部署了約190顆核彈頭。未來,在高超聲速助推滑翔器完成實戰部署後,中國的核彈頭數量將進一步增加,進攻性作戰能力將得到增強,中美之間可能會形成新的戰略平衡。
反制措施建議
推進核常兼備高超聲速武器研發部署工作
在2010年版《核態勢評估報告》中,美國並未將高超聲武器研發寫進核力量現代化升級之中。為此,美國學者建議軍方在2018年版《核態勢評估報告》中,一方面凸顯俄羅斯和中國高超聲速武器的現實威脅,另一方面以此為契機構建核常兼備的高超聲速武器體系,具體舉措包括:
(1)加大高超聲速武器研發投入力度,改變以往只探索高超聲速技術可行性、不進行實戰研發的做法,將高超聲速武器實戰化作為下一步經費投入的重點;
(2)探索核常兼備高超聲速武器研發路子,以俄羅斯和中國為榜樣,為高超聲速助推滑翔器、高超聲速吸氣式飛行器加裝核彈頭,以確保有效應對未來複雜局勢,實現中美俄核威懾態勢平衡;
(3)以“民兵Ⅲ”洲際彈道導彈升級改造為契機,研發可攜帶分導式多彈頭的高超聲速武器,在打擊能力、機動能力和突防能力等方面,將美軍陸基戰略核力量提升至新的高度,扭轉其在“三位一體”戰略核力量中“雞肋”的形象。
不過,美國學者也指出,由於高超聲速技術當前還不夠成熟,美軍的高超聲速武器研發工作還有很長的路要走,即便是在美國國內通力合作的情況下,形成實戰能力最早也要到2025年左右。
對中俄高超聲速武器採取反制措施
(1)繼續推進反導系統建設。由於當前的反導系統並不具備對高超聲速武器的攔截能力,因此美國必須在未來15年以“碰撞式殺傷”攔截彈為主要依託,針對中俄構建切實可行的反導體系。
(2)探索定向能武器點防禦的方法路子。美國戰略與預算評估中心高級研究員約翰·斯蒂昂等人認為,定向能武器能夠對軍艦和軍事基地等實施點防禦,但前提是定向能武器必須能夠在高超聲速武器發射前將其鎖定和摧毀。此外,如果高超聲速武器裝備了分導式多彈頭,定向能武器也很難對其實施防禦。
(3)依託電磁軌道炮進行防禦。美國海軍研究局認為,電磁軌道炮未來可以為100海裡範圍內的水面和陸上目標實施面防禦,但前提是美軍須進一步完善偵察預警體系,提升探測跟蹤能力,尤其是對高超聲速武器再入飛行實施精確跟蹤。
(4)拓展非對稱戰法。美國《國家利益》雜誌執行主編哈利·卡齊亞尼斯認為,除了強化防禦體系建設外,美軍還可以通過電子戰、(鐳射或無線電)干擾機,以及其他電子干擾手段,對高超聲速武器的目標瞄準實施干擾。此外,美軍還可以破壞敵方感測器、指揮控制系統和導彈發射單元之間的通信傳輸,降低高超聲速武器的作戰效能。
構建高超聲速武器研發運用監管機制
(1)開展“雙軌”外交,增進戰略互信。通過非官方交流,在私人層面增進互信互通,達成關於高超聲速武器研發和運用的共識,消除各國長期以來在高超聲速武器認知方面的分歧。當前,中俄兩國普遍認為,美國全球反導系統建設損害了自身的戰略能力與安全利益,因而迫不得已研發高超聲速武器。為此,美國一方面應該通過雙邊和多邊對話,消除中俄兩國對美國反導系統建設的疑慮,另一方面可通過與上述國家開展高超聲速武器發射演習,增進彼此間的戰略互信。
(2)推進“單軌”對話,構建監管機制。以前期“雙軌”對話構建的戰略互信為依託,通過“單軌”對話商定高超聲速武器研發運用監管機制,主要內容包括:在高超聲速武器研發進入一定階段後,停止後續研發工作;禁止為高超聲速飛行器加裝核彈頭;為避免全球軍事衝突,對不同情況下、不同射程高超聲速武器的作戰運用進行嚴格限制,等等。
(3)強化檢查督導,確保落實效果。根據《新戰略武器削減條約》的先例,通過現地核查、資料交換和情況通報等方式,掌握彼此高超聲速武器的研發情況,以及相關機制落實情況。
2010年4月的首次飛行試驗只取得部分成功,2011年8月的第2次飛行試驗以失敗告終。該專案在2014—2016財年只得到200萬美元撥款,主要用來論證該專案的技術可行性。目前暫無開展後續飛行試驗的計畫。(3)AHW項目。2011年11月成功進行首次飛行試驗。2014年8月進行第2次飛行試驗,但因助推器故障而自毀。美國國防部計畫在2017和2019年繼續開展AHW的飛行試驗。
除上述專案外,DARPA和美國空軍當前正在研發“高超聲速吸氣式武器概念”(HAWC)專案。
▲在單方面退出《反導條約》之後，美國近年來在羅馬尼亞部署陸基“宙斯盾”系統，還將在波蘭部署導彈防禦系統，使得俄羅斯周邊安全環境進一步惡化
發展動因分析
美國
威恩娜認為,美國研發高超聲速武器,主要是為了防範“流氓國家”和非國家行為體獲取大規模殺傷性武器。美國傳統基金會的金·霍爾姆斯認為,“9·11事件”之後,導彈技術在全球範圍持續擴散,非國家行為體和“流氓國家”研發大規模殺傷性武器的幾率大增。為保護美國民眾安全,小布希政府在2002年決定,美軍以高超聲速武器為基礎,推進“全球快速打擊”計畫。小布希政府還認為,在防範“流氓國家”和非國家行為體導彈技術擴散方面,僅僅有“矛”遠遠不夠,美國必須擁有確保自身和盟友安全的“盾”。為此,美國一方面在2002年6月單方面退出《反導條約》,並試圖打消俄羅斯對美國此舉可能導致其戰略威懾能力受損的疑慮;另一方面在此後10餘年斥資超過1000億美元,大力發展陸基和海基導彈防禦系統。目前已建立了四層導彈防禦體系,分別為:對近程導彈威脅進行點防禦的“愛國者”反導系統、進行面防禦的“末段高空區域防禦系統”(即“薩德”)、保衛美國本土安全的“陸基中段防禦系統”,以及海基“宙斯盾”反導系統。
俄羅斯
俄羅斯認為,美國大力發展導彈防禦系統,研發高超聲速技術,未來可能會確保其成功對俄羅斯核力量進行先發制人打擊。早在2001年,俄羅斯總統普京就警告美國,單方面退出《反導條約》是“錯誤的決定”。一直以來,俄羅斯都將《反導條約》視為美俄戰略穩定的基石。美俄雙方之前達成的默契是,如果一方推進反導系統建設,那另一方就要推進核力量建設作為反制。在單方面退出《反導條約》之後,美國近年來在羅馬尼亞部署陸基“宙斯盾”系統,還將在波蘭部署導彈防禦系統,使得俄羅斯周邊安全環境進一步惡化。2015年在聖彼德堡舉行的國際經濟論壇上,普京表示,美國單方面退出《反導條約》,研發導彈防禦系統,推進進攻性高超聲速武器研發,以及強化在歐洲地區反導系統建設,將世界推向了新冷戰。為改善周邊安全環境,俄羅斯不得不與美國展開新一輪的軍備競賽。至於俄羅斯對美國“侵略行徑”的反制措施,俄羅斯副總理德米特裡·羅戈金在多個場合做出了闡述,核心就是發展高超聲速武器和推進核力量現代化,具體舉措是研發可攜帶分導式核彈頭的高超聲速滑翔器,以及增加能運用於實戰的戰術核力量。
中國
威恩娜稱,中國一直認為美國單方面退出《反導條約》後,大力推進導彈防禦系統建設,其主要目的就是抵消中國的戰略核威懾能力,美國在亞太地區不斷強化反導作戰力量建設就是例證。中國評估認為,美國在亞太地區部署的反導系統中,至少有一部雷達的探測距離超出朝鮮半島範圍,能夠對中國的軍事力量進行偵察,從而削弱了中國的軍事威懾能力,對該地區的戰略平衡也將產生不利影響。北京認為未來其將成為(以核均勢為基礎的)雙極世界的一極,而美國的上述做法遲滯了中國核武力量的發展,削弱了中國在地區和全球的影響力。與俄羅斯類似,中國認為,美國前沿部署反導作戰力量是一種遏制或圍堵政策。中國曾在公開場合表示,美國在全球的反導系統建設將會破壞全球戰略平衡和穩定,阻礙核裁軍和不擴散進程的推進,甚至可能引發新一輪的軍備競賽。為了反制美國的反導系統建設,中國尋求推進戰略核力量現代化,主要內容包括提升核武機動性,增加核武數量,(通過分導式多彈頭)改進核武突防能力。斯德哥爾摩國際和平研究所認為,中國目前已經實戰部署了約190顆核彈頭。未來,在高超聲速助推滑翔器完成實戰部署後,中國的核彈頭數量將進一步增加,進攻性作戰能力將得到增強,中美之間可能會形成新的戰略平衡。
反制措施建議
推進核常兼備高超聲速武器研發部署工作
在2010年版《核態勢評估報告》中,美國並未將高超聲武器研發寫進核力量現代化升級之中。為此,美國學者建議軍方在2018年版《核態勢評估報告》中,一方面凸顯俄羅斯和中國高超聲速武器的現實威脅,另一方面以此為契機構建核常兼備的高超聲速武器體系,具體舉措包括:
(1)加大高超聲速武器研發投入力度,改變以往只探索高超聲速技術可行性、不進行實戰研發的做法,將高超聲速武器實戰化作為下一步經費投入的重點;
(2)探索核常兼備高超聲速武器研發路子,以俄羅斯和中國為榜樣,為高超聲速助推滑翔器、高超聲速吸氣式飛行器加裝核彈頭,以確保有效應對未來複雜局勢,實現中美俄核威懾態勢平衡;
(3)以“民兵Ⅲ”洲際彈道導彈升級改造為契機,研發可攜帶分導式多彈頭的高超聲速武器,在打擊能力、機動能力和突防能力等方面,將美軍陸基戰略核力量提升至新的高度,扭轉其在“三位一體”戰略核力量中“雞肋”的形象。
不過,美國學者也指出,由於高超聲速技術當前還不夠成熟,美軍的高超聲速武器研發工作還有很長的路要走,即便是在美國國內通力合作的情況下,形成實戰能力最早也要到2025年左右。
對中俄高超聲速武器採取反制措施
(1)繼續推進反導系統建設。由於當前的反導系統並不具備對高超聲速武器的攔截能力,因此美國必須在未來15年以“碰撞式殺傷”攔截彈為主要依託,針對中俄構建切實可行的反導體系。
(2)探索定向能武器點防禦的方法路子。美國戰略與預算評估中心高級研究員約翰·斯蒂昂等人認為,定向能武器能夠對軍艦和軍事基地等實施點防禦,但前提是定向能武器必須能夠在高超聲速武器發射前將其鎖定和摧毀。此外,如果高超聲速武器裝備了分導式多彈頭,定向能武器也很難對其實施防禦。
(3)依託電磁軌道炮進行防禦。美國海軍研究局認為,電磁軌道炮未來可以為100海裡範圍內的水面和陸上目標實施面防禦,但前提是美軍須進一步完善偵察預警體系,提升探測跟蹤能力,尤其是對高超聲速武器再入飛行實施精確跟蹤。
(4)拓展非對稱戰法。美國《國家利益》雜誌執行主編哈利·卡齊亞尼斯認為,除了強化防禦體系建設外,美軍還可以通過電子戰、(鐳射或無線電)干擾機,以及其他電子干擾手段,對高超聲速武器的目標瞄準實施干擾。此外,美軍還可以破壞敵方感測器、指揮控制系統和導彈發射單元之間的通信傳輸,降低高超聲速武器的作戰效能。
構建高超聲速武器研發運用監管機制
(1)開展“雙軌”外交,增進戰略互信。通過非官方交流,在私人層面增進互信互通,達成關於高超聲速武器研發和運用的共識,消除各國長期以來在高超聲速武器認知方面的分歧。當前,中俄兩國普遍認為,美國全球反導系統建設損害了自身的戰略能力與安全利益,因而迫不得已研發高超聲速武器。為此,美國一方面應該通過雙邊和多邊對話,消除中俄兩國對美國反導系統建設的疑慮,另一方面可通過與上述國家開展高超聲速武器發射演習,增進彼此間的戰略互信。
(2)推進“單軌”對話,構建監管機制。以前期“雙軌”對話構建的戰略互信為依託,通過“單軌”對話商定高超聲速武器研發運用監管機制,主要內容包括:在高超聲速武器研發進入一定階段後,停止後續研發工作;禁止為高超聲速飛行器加裝核彈頭;為避免全球軍事衝突,對不同情況下、不同射程高超聲速武器的作戰運用進行嚴格限制,等等。
(3)強化檢查督導,確保落實效果。根據《新戰略武器削減條約》的先例,通過現地核查、資料交換和情況通報等方式,掌握彼此高超聲速武器的研發情況,以及相關機制落實情況。