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美智库报告:美俄中三大国高超音速武器发展情况 | 新品推荐

战略前沿技术  · 公众号  · 军事  · 2024-09-27 20:18

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美俄中三大国高超音速武器发展情况

本文摘自《印太地区国家高超音速武器》| 智库报告

(一)美国


       


(1)当前战略:作为常规全球快速打击(CPGS)计划的一部分,美国国防部正在研发高超音速武器。自2003年以来,常规全球快速打击项目“寻求让美国能够在短短一小时内用常规武器打击地球上任何地方的目标,而不依赖前沿部队。”然而,尽管近几任美国政府对该项任务需求的态度始终是一致的,但正如2017年《国家安全战略》和2018年《国防战略》所述,由于重返大国竞争的局面,加之对敌人反介入/区域拒止(A2/AD)战略的相关担忧,发展高超音速武器的必要性正在凸显。

美国面临的关键挑战是,俄罗斯和中国追求的非对称技术和战略复杂化了美国的力量投送,从而使美国无法在冲突之初积累足够的战斗力(如美国以前在“沙漠之盾行动(Desert Shield)”和“沙漠风暴行动(Desert Storm)”中所做的那样)。据称,中俄两国共同的制胜理论是建立在“既成事实”的进攻基础上,这构成的威胁是“击败美国的盟国并占领其领土,同时拒止美国及其他盟国的作战力量介入”,尔后“再利用夺占的领土进一步扩大其“反介入/区域拒止和防御伞”范围。”利用部署在前沿的美军和盟军资产来钝化和击退对抗性攻击的难度不断加大,因此,美国必须保持在冲突伊始从该冲突地域内部和外部迅速实施打击的能力。优先打击的目标包括指挥、控制、通信、计算机、情报、监视与侦查(C4ISR)网络和一体化防空反导(IAMD)系统,这些系统“构成了美国对手反介入/区域拒止战略的基础”。

高超音速武器将很可能在印太地区发挥重要作用。如图所示,2020年3月19日,在国防部飞行试验期间,在夏威夷太平洋导弹靶场发射了一枚通用高超音速滑翔体(C-HGB)。美国海军和美国陆军联合执行了通用高超音速滑翔体的发射,以高超音速飞向指定的命中点。与此同时,导弹防御局(MDA)监测和收集了飞行试验中的跟踪数据,从而了解飞行试验持续开发的系统,用于防御敌方的高超音速武器。资料来源:美国海军照片

美国官员认为,高超音速武器可能是解决这一问题的战略方案。据美国参谋长联席会议副主席、前美国战略司令部司令约翰·海滕将军称,高超音速武器可以体现“快速响应的远程打击选择,从而在其他部队不能应援、无法进入或不是首选的情况中,对抗远距离、防御性和/或关键时刻的威胁【如公路机动导弹】。”实际上,五角大楼计划部署多种传送能力的高超音速武器和舰船,不需要在外国领土上建立基地。从而规避或至少减轻了地区性反介入/区域拒止的挑战。

这些传送机制包括潜艇(可以在激烈对抗的环境中秘密作战)以及远程地面发射系统(可以部署在激烈对抗的环境之外)。因此,为了利用这些未来武器带来的独特机会,美国陆军、海军和空军都在思考如何发展新的作战概念。例如,陆军计划把高超音速武器整合到其远程精确火力(LRPF)能力组合之中。根据多域作战原则,其可用于穿透和瓦解反介入/区域拒止气泡。

2019年6月12日,加利福尼亚州爱德华兹空军基地,第419飞行试验中队的一架B-52轰炸机携带AGM-183A空射快速响应武器(ARRW)原型进行首次挂飞。资料来源:美国空军图片,

由于五角大楼考虑到了各种常规任务组合和传送机制,“这种多方面的研发途径使美国的高超音速武器研发工作不同于竞争对手,”后者往往倾向于狭隘地将高超音速武器向核威慑方向发展。因此,美国的高超音速武器似乎将在战时具有更多用途。此外,通过威胁挫败俄罗斯和中国潜在进攻的主要手段,美国的高超音速武器也将成为和平时期的战略威慑力量(即拒止威慑)。但需要指出的是,由于这些武器速度惊人,一些专家担心其对战略稳定的影响,因为它们压缩了决策时间,进而增加了威慑的难度。

(2)技术能力:美国防部正在为各军种的多项高超音速武器项目提供资源。以便开发各种多域用途。目前,用于原型机设计的拨款仍主要用于研发、测试和评估(RDT&E),而这些系统的采购与部署还将需要更长时间。由于美国仅仅计划在高超音速武器系统上搭载常规弹头,故“高超音速武器可能需要比中俄那些搭载核武器的高超音速武器系统具备更高的精度,这将在技术上更具挑战性。”

在陆军、海军和空军发展各自能力的同时,陆军和海军计划使用桑迪亚国家实验室的通用高超音速滑翔体(C-HGB)。这种通用高超音速滑翔器以陆军成功研发的替代性再入系统原型机为基础,飞行速度能够达到6马赫。海军专门将其与潜射助推器系统搭配,作为其“中程常规快速打击武器”(IRCPS)项目的一部分,并于2017年成功对该武器系统进行了测试。同时,为了发展远程高超音速武器(LRHW),陆军将配对通用高超音速滑翔体与两级地面发射助推器系统,从而远距离攻破反介入/区域拒止。美国空军最初制定了两个高超音速项目:搭载通用高超音速滑翔体的火箭动力和全球定位系统(GPS)制导高超音速常规打击武器(HCSW);以及搭载战术助推滑翔器(TBG)飞行器的空射快速响应武器(ARRW)(由空军与国防高级研究计划局联合开发)。然而,由于2021财年预算方面(FY21)的限制,空军被迫砍掉了这两个项目中的高超音速常规打击武器。由于空射快速响应武器搭载了更独特的战术助推滑翔器飞行器,而高超音速常规打击武器则依赖于通用高超音速滑翔体(其他兵种已在开发通用高超音速滑翔体),故空军偏向于空射快速响应武器。国防高级研究计划局还在开发一个作战火力项目,在与空军合作研发进气式高超音速武器概念(HAWC)的同时,作战火力项目将使用战术助推滑翔器穿透防空系统,以此发展未来的高超音速巡航导弹。

为了支撑这种技术能力,美国运营着数十个高超音速测试设施,但没有一处能够生成超过10马赫的速度。

(3)短期预测:由于中俄正在寻求发展高超音速武器,美国的决策界更加关注这种武器系统。事实上,五角大楼将高超音速武器与人工智能、自主系统和5G网络等其他新兴技术一起,视为扩大和强化美国与大国竞争对手之间的竞争优势的一种手段。然而,由于必须确保武器系统的精确性,并且还要为其他多个不同项目分配资金,“美国不可能在2022年之前部署作战系统。”

鉴于美国希望在多个作战域使用高超音速武器,故美国可能会继续优先研发潜射、陆基和空射的高超音速滑翔器。海军将在2020年和2022年测试中程常规快速打击武器原型机,陆军将在2023年测试远程高超音速武器,空军将到2022年测试空射快速响应武器。高超音速巡航导弹(即通过进气式高超音速武器概念)和高超音速导弹防御将需要更长的时间,尽管进气式高超音速武器概念的结构相对简单,因而过渡的速度可能会较快。

(二)俄罗斯


       


(1)当前战略:对克里姆林宫来说,高超音速武器是加强俄罗斯二次核打击能力的一种主要手段,从而保持对美国的威慑。美国进攻性导弹和导弹防御技术的进步可能最终会产生先发制人的能力,这是俄罗斯官员长期以来一直存在的一种担忧。具体而言,他们认为“美国可以用常规导弹成功地进行第一次打击,然后使用先进的导弹防御系统结束俄罗斯拙劣的报复性打击。”尽管他们的担忧有些言过其实,但他们认为这种威胁关乎存亡。因此,克里姆林宫寻求的是一种能力组合,可以对冲美国当前和未来的进步,从而确保俄罗斯的核威慑。

俄罗斯的“匕首(Kinzhal)”是一种空射高超音速弹道导弹,可以部署在米格-31和苏-34战斗机上。资料来源:维基共享资源

因此,俄罗斯的高超音速武器主要是一种战略能力。快速机动的核武装高超音速武器“体现了一种自信的手段,能够穿透美国导弹防御系统,重振【克里姆林宫】式的战略稳定性”。这有助于俄罗斯通过报复进行威慑,从而对抗美国的计划,即把高超音速系统作为常规武器与战时的战术和作战应用相整合。因此,如下文所述,俄罗斯计划在洲际弹道导弹上部署配备了核武器的高超音速滑翔器。俄罗斯认为,这样做将能够提高核威慑效果,武器储备量可能无需增加到超出《新削减战略武器条约》(New START)的限制。此外,若俄罗斯的高超音速武器伴随着俄罗斯的新军事能力一同亮相(如核武装、核动力巡航导弹“海燕(Burevestnik)”和“海神(Poseidon)”核动力无人潜航器),这可能会成为十足的外交手段,迫使美国更新《新削减战略武器条约》。然而,鉴于唐纳德·特朗普政府在2019年准备退出《中程核力量条约》(INF),故若俄罗斯的条款在其他方面不可接受,那么美国不太可能会被迫更新《新削减战略武器条约》。相反,俄罗斯对高超音速武器的追求只会促使美国加大投资自己的项目。

尽管核威慑是克里姆林宫在高超音速能力方面的主要战略目标,但这并不是唯一的目标。俄罗斯还在开发能够瞄准美国航母战斗群的高超音速导弹,以及海基和陆基导弹防御系统,以便补充俄罗斯的反介入/区域拒止战略。防区外攻击能力对俄罗斯的区域性力量态势至关重要,而在穿透和支持反介入/区域拒止两方面来看,高超音速武器将可能是美俄之间竞争的一个重要环节。

(2)技术能力:根据克里姆林宫2019年12月的声明,俄罗斯可能已经成为了世界上第一个部署高超音速滑翔器的大国。然而,俄罗斯总统弗拉基米尔•普京经常夸耀称,俄罗斯在高超音速能力方面处于世界领先地位,而他的这一说法在过去遭到了质疑。在2019年,俄罗斯的“海燕”核动力导弹可能发生了坠毁,对于“以美国不可能做到的速度将武器系统投入战场”,这点让克里姆林宫感到相对放心,表示出俄罗斯的高超音速系统可能并不像普京宣称的那样先进。

为了实现战略威慑的任务组合,俄罗斯正在研发“先锋(Avangard)”高超音速助推滑翔式飞行器。这种高超音速滑翔器在准备就绪后将最终部署在“萨尔马特(Sarmat)”洲际弹道导弹上,但目前将安装在现有的SS-19 Stiletto洲际弹道导弹上。它可以配备常规武器或核武器,但其主要军事功能可能是搭载核武器。在2018年12月的一次试验中,据报道,该高超音速滑翔器的速度超过了20马赫。尽管一些美国专家预计俄罗斯最早要到2020年才会部署这种武器系统,但根据克里姆林宫的说法,他们显然是在2019年12月就已经部署了系统。

俄罗斯还研发了“匕首(Kinzhal)”,这是一种空射高超音速弹道导弹,可以部署在米格-31和苏-34战斗机上。俄罗斯正在开展这方面的工作,以便最终将这种导弹部署在图-22M3战略轰炸机上。这种双功能导弹能够以5马赫至10马赫的速度打击2000公里外的目标,且同时“具有鳍,能够提供机动性……它的弹道在很大程度上是空气弹道。”作为俄罗斯反介入/区域拒止战略的一部分,设计空射高超音速弹道导弹“匕首”的目标是瞄准导弹防御设施和航母战斗群。“锆石(Tsirkon)”舰射高超音速巡航导弹进一步加强了这一战略,该导弹的动力来自固体燃料第一阶段和超燃冲压发动机第二阶段。该导弹将能够以5马赫至6马赫的速度飞行最多500公里,设计用途是“从某个安全距离瞄准导弹防御设施、决策中心和高价值资产,因为其在短程范围内具有速度和机动性,故不会有被拦截的风险。”俄罗斯已在2019年底和2020年初成功试射了“匕首”和“锆石”。据报道,“匕首”几近部署阶段。在这些系统中,“锆石”的期限可能最长,可能要到2022年才会部署在基洛夫级巡洋战舰上。但克里姆林宫已经准备好加快潜艇试射的进度。

(3)短期预测:虽然目前尚不清楚俄罗斯是否真的是世界上高超音速的领导者(原因主要是,在可以广泛应用的技术组合中,难以对领导地位制定一个统一的定义),但如果说俄罗斯尚未达到领导地位的话,那么俄罗斯也肯定已经接近实现一种可投入作战的高超音速滑翔器和高超音速弹道导弹了。

考虑到美国有把握的二次打击能力以及前文所述理由,在短期内,美国可能不会惧怕俄罗斯的核武装高超音速滑翔器。然而,在美国击溃敌方反介入/区域拒止防御的能力方面,俄罗斯的“匕首”高超音速弹道导弹及其长期的“锆石”高超音速巡航导弹产生了显著影响。如果有核武器加持,这些系统还可能补充俄罗斯“从升级到降级”的核战略,从而对美国、北约和其他欧洲国家提供了强制性的影响力。最后,俄罗斯核武装高超音速武器的威胁可能会使决策者区分常规武器和核武器的能力复杂化,这也许会破坏战略稳定。

中国的DF-ZF高超音速飞行器被视为具有极高的机动性,能够最多飞行1200英里。资料来源:维基共享资源

(三)中国


       


(1)当前战略:北京与克里姆林宫一样,也对美国的导弹防御和其他技术进步感到担忧。具体而言,中国的高超音速项目“在很大程度上受到了对这方面的担忧所推动,即:担心美国先进的导弹防御系统,特别是最近的末段高空区域防御系统,将严重削弱(若不是破灭的话)中国的战略和常规核威慑。”中国还担心“美国的高超音速武器可能会使美国对中国的核武库和配套基础设施进行先发制人的斩首打击。”这可能是北京长期以来“最低限度威慑”态势的产物。中国没有仿效美国和俄罗斯那样按照自己的规模、实力和声望建立超级大国的核武库。所以,中国的二次打击能力不如其他两个大国强大。因此,中国需要高超音速武器来提高这种能力。随着中国不断崛起,扩大了与美国军事竞争的层面,在战略武器库的能力和容量方面,中国可能都感到了上升压力。

对中国来说,更紧迫的或许是地区安全问题。除了威胁到中国的战略核武库,美国在亚太部署的导弹防御和新的进攻性技术复杂化了中国的反介入/区域拒止和力量投射能力。短程和中程高超音速武器可以补充中国广泛的导弹能力,从而在和平时期或战争时期提供各种报复性、升级和高压手段的选择。因此,即使中国像俄罗斯一样担心其核武库面临潜在的生存威胁,中国显然正在优先发展能够支持其区域性反介入/区域拒止战略的高超音速能力。

(2)技术能力:根据其区域战略展望和反介入/区域拒止战略,中国正在开发DF-ZF高超音速滑翔器,可能会在2020年投入使用。据信,这种高超音速滑翔器具有很高的机动性,能够最远飞行1200英里。北京将主要把它部署在DF-17中程弹道导弹上,该导弹是为携带高超音速滑翔器而量身定制的,射程为1000英里-1500英里。虽然DF-17的状况尚不清楚,但2019年10月,在庆祝中华人民共和国成立70周年的阅兵式上,中国军方似乎展示了其中的16枚导弹,最早的部署时间可能是2020年。北京还可能在现有的DF-21或DF-26导弹上部署高超音速滑翔器,以此巩固其区域性反介入/区域拒止态势。

在追求更多技术创新的过程中,中国已经成功测试了“星空2号”,“这是一种具有核能力的高超音速飞行器原型……是一种“乘浪者”。在发射后使用动力飞行,并从自身的冲击波中获得升力。”这种能力可以高达6马赫的速度飞行,但可能要到2025年才能投入使用。

为了威胁美国本土并确保自身的二次核打击能力,中国还在开发DF-41洲际弹道导弹。其可以携带常规或核高超音速滑翔器,或者更传统的多弹头分导再入飞行器(MIRV),有效载荷为10枚弹头。

中国一直在为其高超音速武器项目建设必要的基础设施。基础设施的风洞可以达到15马赫的速度,今年甚至有可能达到25马赫。因此,2018年3月,负责研究和工程的国防部副部长迈克尔·格里芬称:“中国进行的高超音速试验是美国的20倍。”

(3)短期预测:与俄罗斯一样,中国可能最早于2020年部署高超音速武器。然而,“据报道,对于其高超音速武器究竟是核武装还是常规武装,亦或是两者功能兼有,尚未做出最终决定,”而这对中国的武力态势和美国相应的对策来说是一项重大决定。与俄罗斯的威胁一样,美国应注重在中国区域性反介入/区域拒止能力中对高超音速武器的应用,而不是全球核力量平衡。


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