• 高超音速武器时代来临 美国还能赶上么

  • 孙衍康 

        随着俄罗斯“锆石”超音速反舰导弹的成功试射,美国人再一次陷入了“超音速武器”恐慌之中。对超音速武器的忧虑一直困扰着美军,去年,草木皆兵的美军就曾将中国的一次例行航天器实验渲染成“超音速武器实验”,称之为美国的“危急时刻”,并敦促国会提高预算以应对所谓的“威胁”。
    美国为什么对超音速武器
    如此敏感?
        地表最强的美军攻守全能,既能在世界任何一个角落投送战斗力量,也能保护其本土的安全。如果说美军的矛是航母编队与先进的空军力量,其盾就是导弹防御系统。
        从最早的末端拦截到如今实质上具备中段拦截能力,美国看似只是出于防御目的打造导弹拦截系统,实则消除了遭受“打击报复”的可能,让其在肆意欺凌他国时“有恃无恐”。
        超音速武器的出现给美国这面防护盾带来了挑战,目前美国国防部已将开发应对“超音速武器”武器系统提升到最高优先级。据美媒报道,目前美军陆军与空军均已开始测试不同的超音速武器原型,并可能最早在2023年推出属于自己的超音速武器系统。
        俄罗斯已于2021年成功试射了“锆石”超音速导弹,相比之下,美国仅仅进行了超音速武器原型的初步试验。为什么“财大气粗”的美军在先进武器的研发上落后了?
        主要原因可能有两方面,一是美军体量大军种相对独立,在技术更新较快的当代很难顾全新型武器开发。二是美国缺乏超音速武器研发的条件。
        第一个原因已经困扰美军许久。美军近年来都推出了较大规模的改造计划,其中美海军的“大舰队”计划与海空军的F-35战机升级计划耗资不菲,即使美国国防预算年年增长,目前也无法满足这些雄心勃勃计划的需求,外加上美军进行中的信息化作战升级改造,要在短时间内为超音速武器拨出足够的预算十分困难。
        因为缺乏投资,美国在超音速武器研发相关设施建设与人员培养上不足。据美国消费者新闻与商业频道报道,目前美国只有两座可以进行超音速动力单元测试的设施,其中位于麻省理工的实验设施的实验预约已到数年后,而新建设实验设施耗时较久且成本过高,这些因素都成了超音速武器研发的瓶颈。
        美国军方与商业资本一直在超音速技术研发上缺乏战略眼光。洛克希德-马丁、诺思罗普-格鲁曼等公司在2020年以前在超音速武器研发的投入只占到总研发投入的2%左右,这一比例直到美国国防部宣布将超音速武器研发视为“头等大事”后才提高到3%~5%左右。
        按美国军方预计,美国空军将最快在2022年部署机载超音速武器,美国陆军则可能在2023年部署第一具超音速武器系统。
    超音速武器研发有多难?
        超音速武器的核心技术就是其动力单元。简单来说,只要能制造出能提供足够速度的动力单元,就能制造出超音速武器,但动力单元并非超音速武器的难关所在。
        目前制造超音速武器有三个主要的技术难题,一是足以承受超音速飞行热量的武器元件,二是配套的导航与指挥系统,三是超音速武器的空气动力学设计。
        超音速武器飞行时的与空气的摩擦会使飞行器表面温度上升到2200摄氏度,相比之下,武器元件中常见的金属中熔点较高的钛也只能经受1670摄氏度的高温。为超音速武器寻找耐高温、质量轻且造价合理的材料并非易事,据诺思罗普-格鲁曼公司的研发人员介绍,除了飞行摩擦产生的热量外,武器设计还要顾及内部电子元件产生的热量,在空气中高速飞行时,散发热量的电子元件很可能点燃周围的空气并随之熔化。
        除了研发耐高温材料外,实现超音速武器飞行时的高效通讯也是难题。据研发人员介绍,超音速武器高速飞行时产生的热能会使周围空气中的电子逃逸,产生等离子波干扰影响武器制导系统。相比传统的导弹,超音速武器的制导指令时间窗口更短,若不能保证稳定的通讯,超音速武器的作战效果必然大打折扣。
        超音速武器的空气动力学设计也十分特别。
        超音速飞行对武器的尺寸与形状都有着严格的要求,研发人员不仅要合理安排复杂的电子元件与推进系统的布局,还要为其设计符合动力学原理的武器外形。原则上高升阻比有利于武器在长距离飞行时保持高速,但据研发人员称,高升阻比的设计会进一步限制武器外形的设计,压缩飞行翼与升力面的空间。
        即使上述技术难关都一一被攻克,超音速武器距离进入实战仍有一段距离。首先美军要保证武器生产使用成本合理,其次要保证具备实战能力,此外还要顾及武器的通用性等难题,这些困难也让美国国内部分军事观察员对美军所谓2023年装备超音速武器的乐观不以为然。(据东方网)

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