倍受关注的先进高超声速武器试验

□ 安慧

常规打击导弹与弹道式导弹

据美国媒体报道，8月25日美国国防部发言人舍曼发布声明说，当地时间25日上午12点25分，由美国陆军管理实施的“先进高超声速武器(AHW) ”项目第二次飞行试验，在发射起飞仅4秒后，即爆炸自毁。

舒曼表示，她并不认为此次试验的终止，会对国防部“快速全球打击”项目造成显著的推迟或阻碍。她说：“AHW仅仅是常规快速全球打击众多概念中的一个。整个常规快速全球打击项目是技术驱动型的，没有强制的时间进度要求。我们在不断总结提高，并在各类地面试验、模拟仿真等测试中,持续获得了不少进展。”舒曼称，“试飞系统在试验前通过了一系列地面测试和建模仿真”，来自陆军、海军和导弹防御局的官员正在调查发生事故的详细原因。调查结果将通报共享给其他武器或其他常规快速全球打击概念的后续试验。

这次美陆军AHW的第二次试验，受到国内外媒体的广泛关注。美陆军研发的AHW是什么样的武器？其目的何在？这个项目为何有如此大的影响？本文对这些问题将进行初步的探讨。

美军常规快速全球打击计划

现代战争进攻易于防御，也可以说，进攻就是最好的防御。

2003年1月，布什总统首先提出要采取措施将“快速全球打击”，从概念转型为作战能力。 2010年，美军将发展“快速全球打击”武器写入《四年防务评估》报告，并将其列入相关的武器装备发展规划中，计划2011到2015年投资10亿美元经费，用于发展“快速全球打击”能力。

美国国会在2009财年，批准美国国防部执行一项与PGS密切相关的“常规快速全球打击”的计划。这项战略计划，旨在获得对移动目标、深埋加固目标、时隐时现目标等多种目标的全球快速打击能力。这些目标可能是恐怖分子藏身处、敌国导弹发射架和指挥控制系统等等。

美国现任国防部长帕内塔，在上任之前，就对美国国会说：“常规快速全球打击武器可为美国在紧迫情况下的目标打击，提供独一无二的常规力量。那些远距离、不易触及的地区，将不再成为敌人的庇护所。”他还说：“常规快速全球打击系统在一些情况下将非常奏效，例如对付那些考虑使用大规模杀伤武器发动袭击的敌人，或对付那些具有高度威胁的敌人。更广泛地说，当严重的军事威胁处于其它方式无法触及的情况下，常规快速全球打击可能会是唯一的一种可以使用的武器系统。”

美军已对常规快速全球打击，进行了广泛的方案研究。提出的方案包括：地地洲际常规导弹、新型地地常规打击导弹、快速发射的低成本小型运载火箭、潜射远程常规导弹、新型潜射中程导弹等。常规打击导弹是指一种助推滑翔式导弹。该方案拟采用运载火箭助推一个“高超声速滑翔飞行器”。“高超声速滑翔飞行器”能够改变再入飞行弹道和在飞行中重新确定攻击目标，因而美军认为常规打击导弹，较改进现有的弹道式导弹如“三叉戟”导弹等，性能将更好。

高超声速技术飞行器

为建立常规快速全球打击能力，美军近年来加速进行了几种高超声速助推滑翔飞行器的试验。其中一种是国内外媒体竞相报道的“高超声速技术飞行器” （HTV-2）。早在2001年，美国航宇局和美国国防部，就联合提出了“国家航空航天倡议”，要求将高超声速技术和确保太空进入能力结合起来。为此，2002年，美国国防预先研究计划局，提出了“兵力运用与从本土发射”计划，也称“猎鹰计划”。“猎鹰计划”的近期目标，是研制一次性小型运载火箭和“通用再入飞行器”。该方案设想使用SLV把“通用再入飞行器”发射到亚轨道后，“通用再入飞行器”将再入大气层，通过其高升阻比的气动外形，进行长时间的大距离滑翔，同时具备大范围机动的能力，以规避各种可能的拦截火力。“通用再入飞行器”在到达目标附近时，可释放携带的制导弹药，对目标进行精确打击。

2004年美国国会审议“猎鹰计划”时，美国参议院极力要求取消“通用再入飞行器”的预算，不过众议院则对“通用再入飞行器”情有独钟，要求加大拨款。最终两院达成妥协，通过了预算拨款，但取消了“猎鹰计划”中的武器部分，规定不能用于武器化的“通用再入飞行器”开发，也禁止使用陆基或是潜射弹道导弹发射“通用再入飞行器”。在这之后，“通用再入飞行器”改名为“高超声速技术飞行器” (HTV)。HTV作为高超音速技术演示和验证计划的一部分，着眼于进行在较高的高空，验证与高超声速飞行相关的技术。在计划的执行过程中，HTV-1 、HTV-3相继被撤消，只有由洛克希德·马丁公司的臭鼬团队研制的HTV-2飞行器，进行了两次飞行试验。

补偿方式一般分为固定费用和市场化方式两种。其中市场化方式分为备用服务竞价和容量市场，部分电力市场没有容量市场。一般备用服务可以解决电力系统短期运行可靠性问题，容量市场可以解决电力系统的长期运行可靠性问题。云南的煤电机组补偿问题需要区分所面临的问题和能量市场的现状进行选择。

HTV-2的飞行轨道

分离前的HTV-2

HTV-2使用优化设计的乘波外形，以提高升阻比。它在其外部采用了低烧蚀的碳-碳复合材料，配合一系列隔热措施，来确保内部的常温环境。虽然HTV-2的速度在再入后随着滑翔不断降低，但其最终的飞行马赫数，也在4左右。由于高超声速飞行的时间较长，必须进行防热、气动和控制的一体化设计，其难度就远远高于一般的再入飞行器。高超声速飞行也意味着要求更快反应的控制，而困难在于目前还未全面掌握高超声速下实现空气动力控制的规律。

2010年4月，在美国加州范登堡空军基地，进行了HTV-2首次飞行试验，用“米诺陶洛斯-4”运载火箭将HTV-2送至预定分离点，HTV-2在飞行M数超过20的情况下，与火箭上面级分离，但在发射9分钟后，与地面控制站就失去了联系，试验宣告失败。首飞失控的原因可能是偏航超出预期，同时伴随耦合滚转，这些异常现象，超出了姿态控制系统的调节能力，触发了飞行器坠毁。2011年8月13日凌晨，又进行了HTV-2的第二次试飞，但HTV-2在升空大约半小时后，便与地面失去联系，试飞再次宣告失败。研制者推测，部分外壳因局部烧蚀损坏后，快速形成的损伤区在飞行器周围，产生了意料之外的强大激波，导致飞行器的飞行迅速终止。

AHW第一次试验

与HTV-2飞行试验的结果不同，在2011年11月17日美国陆军航天与导弹防御司令部/美国陆军战略司令部，却成功地完成了 AHW的首次飞行试验。在这以前，外部几乎无人知道这个项目。AHW项目由上述两个司令部，在美国阿拉巴马州亨茨维尔建立的项目办公室管理和实施。助推器系统和滑翔飞行器，均由位于美国新墨西哥州阿尔伯克基的桑迪亚国家实验室研制，防热系统由位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国陆军航空与导弹开发与工程中心研制。

那天上午6时30分，AHW在位于夏威夷州考艾岛的太平洋导弹靶场发射升空，成功地击中距离发射场大约3700千米，位于太平洋夸贾林环礁的美国陆军里根试验场的目标。这次试飞的目的，主要是搜集高超声速助推滑翔飞行器的飞行数据，重点考核用于该滑翔飞行器的三项技术：空气动力，制导、导航与控制，热防护，但美军并未公布这次试验的细节。

本次试飞的高超声速滑翔体采用双锥体外加四片控制翼面的气动外形，其升阻比约为2.0左右。它由一枚三级火箭助推的“战略目标系统”发射升空。它的第一级和第二级都采用“北极星”A3发动机，第三级采用ORBUS 1A发动机。它的内部设计成适合于安装有效载荷，其结构由铝、钛、钢、钽、钨、碳纤维织物、硅以及铬镍等其他合金制成。高超声速滑翔体由一套锂离子驱动电池组、两套锂离子电池组和五套锰镍氢电池组提供动力。飞行器的推进剂为加压的氮气。其他设备还包括射频发射机和小型自爆装置等。

高超声速滑翔体在与助推器分离之后，沿着非弹道式的滑翔轨迹、以高超声速飞行速度飞行，并最终飞抵里根试验场的预定落点。美军运用了天基、空基、海基和陆基的信息平台，在高超声速滑翔体的整个飞行过程中搜集性能数据。它由第三级的姿态控制系统来实现高超声速滑翔体的安全分离。如果运载火箭在飞行期间偏离飞行路径，其飞行终止系统中所使用的自毁组件，可以识别助推器阶段过早分离，并引导推力终止。一旦终止助推器的推力，运载火箭将沿轨迹下降落入大海。假若高超声速滑翔体过早与助推器脱离，组装在有效载荷附近的炸药，也可将其炸毁。

STARS系统的结构

AHW第一次飞行试验任务

由AHW第一次飞行试验就取得成功可见，发展先进武器，不能脱离现有的技术基础。HTV-2采用了先进的乘波外形，升阻比估计可达4左右，但由于地面试验设备的模拟能力不够；对较长时间的高超声速滑翔飞行遇到的问题，也认识不足，从而导致了HTV-2两次飞行试验的失败。与此不同,美陆军在研发AHW以前, 桑迪亚国家实验室就执行过“桑迪亚有翼再入飞行器试验”计划。美国空军也研发过“助推滑翔再入飞行器”，并进行过4次飞行试验，从而为AHW的试飞成功作了很好的技术准备。

根据这次飞行试验成功后国外媒体的报道， AHW估计可在35分钟飞行时间内，可飞行6000千米，打击精度可小于10米。它的高超声速滑翔体可在全球范围内中程投送非核的常规有效载荷。若这种武器一旦投入使用，美国计划首先要装备在关岛，这将对我国的安全造成很大威胁。

AHW第二次试验

美国AHW是美国国防部常规快速全球打击项目中的一个重要方案。AHW飞行试验的目的，是测试与评估助推器和助推滑翔飞行器的性能，同时评价该备选方案在填补常规快速全球打击能力差距方面的可行性。AHW的第二次飞行试验，为了增加射程，改在美国陆军的阿拉斯加的科迪亚克发射场发射起飞，目标飞行距离为约为5600千米，落点也是第一次试验的落点，即位于南太平洋的夸贾林环礁。

据悉，美国国防部负责研究与工程的助理副部长谢弗，在8月5召开的美国国防采办现代化会议上曾表示，AHW的第二次试飞，最重要、最具挑战性的是末段制导与控制。他认为，保证精度比获得速度的难度要大得多。他说：“我要知道的是最终精度能达到多少，AHW试飞能够提供哪些类型的数据,供我们提高建模能力，以降低成本。”谢弗直言说：“速度带来优势，如果我们能够把速度提高到马赫数为6以上，那就很难被拦截。” 谢弗表示，我们必须发展常规快速全球打击这样的能力，因为已经有其他国家在发展类似的能力了。高超声速武器，尤其适用于“反介入/区域拒止（A2/AD）”的作战环境，因为高速能够有助于突防一体化的防空系统。

实际上，除美国陆军的AHW外，美军的高超声速武器研究计划还有其它很多项目，它们都由美国的空军和国防预先研究计划局来承担。它们曾进行了包括X-37B、X-51A、HTV-2等一系列飞行试验。这些项目除X-37B取得成功外，其余项目由于技术成熟度不够，试验结果并不理想，短期内也很难发展成为实用的武器装备。

美国陆军之所以要研发AHW,目的是避免在今后美军的“空海一体战”中被逐步边缘化。由于AHW的方案比较现实，在它第一次飞行试验成功后，美国国防部就对这个项目寄予厚望，希望在第二次试验成功后，能用5年时间发展成为武器装备。但AHW相比其它项目，经费较少，有所失败也在所难免。

AHW第二次飞行试验失败的原因，问题当然出在它的“战略目标发射系统”，这个系统和原来的“北极星”导弹第一级火箭的差别，是采用了格栅尾翼。这个新系统虽然曾发射成功过多次，但是否进行过充分的地面试验，尚待事故调查后才能分晓。

AHW第一次飞行试验设想

AHW第二次飞行试验设想

AHW第二次飞行试验之所以引发媒体的广泛关注，其原因之一是中国在今年也曾进行过类似AHW的飞行试验。这次中国的试验受到美国的高度关注，因为这样的高超声速武器，可以直接威胁太平洋上的美国海军的航母战斗群。据美国“华盛顿自由灯塔”网站爆料说，今年1月9日，中国军方首次试验了10倍声速的助推滑翔武器，目的是突破美国的导弹防御体系。1月15日，中国国防部对此 次试验予以证实，称“中方在境内按计划进行的科研试验是正常的，这些试验不针对任何国家和特定目标”。

据报道，俄罗斯也曾多次试验过高超声速助推滑翔飞行器的飞行试验。因此，中国在今年已成为继美国和俄罗斯之后，第三个研究高超声助推滑翔飞行器的国家。如果研发成功，该装置将可用作核弹头或常规弹头，并能躲过常规的导弹防御系统的反击。

对美、俄、中相继进行高超声速武器的飞行试验， 8月26日英国《卫报》发表了《高超声速武器和新的全球军备竞赛》的评论。文章说：“本周,美国测试了高超音速导弹的一个样机，其目标是发展能够在一个小时内到达世界上任何地方的武器。对此，中国和俄罗斯将如何应对?” 文章认为，虽然这个试验的系统没有成功，但不大可能对发展这种武器的热情降温。批评者担心，这可能有引发一场核战争的危险。

结束语

美国发展高超声速武器，已经有几十年的历史，道路曲折，曾长期徘徊在发展超燃冲压发动机和利用火箭发动机之间。当前美军在“常规快速全球打击”的战略下，正在不遗余力地研发各种高超声速武器。美军研发的采用火箭发动机的助推滑翔式的AHW，在理想与现实之间跃进了一大步。它的经验和对今后发展高超声速武器的影响，值得关注。由于研制成功真正的高超声武器，还要克服许多技术障碍，投入更多资金，从而存在可能引发新一轮军备竞赛的危险。这种风险，已引起国际舆论，包括美国一些有识之士的广泛关注，出现了要求在大国之间制订禁试高超声速武器试验条约的呼声。这种动向也值得进一步关注。

发射STARS系统

AHW第二次飞行试验失败