高超声速武器未来作战应用猜想
2020-08-15潘金宽
潘金宽
高超声速武器速度超过5倍音速,被视为大国重器。近年来,随着高超声速发动机、滑翔弹、机动变轨、人工智能等关键技术的突破,高超声速武器呈现出强劲的发展势头和广阔的运用前景。
战略威慑
高超声速武器是一种常规武器,同时也可以配备核弹头,使之成为一种新型战略威慑系统,与现役战略核威慑系统一起构成相辅相成的战略威慑系统。
与常规的战略核威慑系统相比,高超声速武器系统具有以下优势:使用门槛大幅降低,打击精度大幅提升,打击灵活性更高,打击效果更可控,因而可信度更高。从某种意义上说,能对敌方产生更大的威慑作用。
高超声速武器慑战并用,先发制人,构成新型战略威慑能力。在宏观上将影响战略力量对比,进而影响敌方战略意图和决心;在微观上将影响作战对手的力量布局,导致作战力量部署的被迫调整。
俄罗斯先锋高超声速导弹已加入俄罗斯战略导弹部队进入战备值班。先锋导弹装载2兆吨当量的核战斗部,在大气层中以超过20倍音速的速度进行高机动飞行,行至目标上空约30千米时,末端导引头开机并向目标俯冲攻击。美国小型跨大气层空间机动飞行器X-37B可作为通用的武器平台,从空间对陆海空目标实施实时监视或精确打击,可对卫星、宇宙飞船甚至太空站实施破坏和捕获。日本高超声速武器目标体积小、特征不明显,难以发现,对于大型水面战舰一类的目标威胁巨大。
不依赖前沿基地的战术性全球快速精确打击。高超声速武器具有马赫数5~25的飞行速度,具备“发现即摧毁”的实时攻击能力,能够实施瞬时空天打击,有效打击全球范围内现有武器难以对付的或移动或时敏或深埋加固的高价值目标,把战争带到“读秒”时代,可在约1小时内攻击全球任何角落的目标,也可在短时间内将有效载荷运送至全球各地,甚至是近地轨道。
美军表示,美国已经具备在几分钟时间打击数千千米外高价值目标的能力。在核潜艇上安装的高超声速武器,将可以打击3000千米范围内的水面舰艇。美军高超声速武器实际最大速度可以达到7倍音速,可以远距离打击水面舰艇等时间敏感目标。
对于缺少海外军事基地的国家来说,高超声速导弹的全球打击意义则更为重大,可以在领土内对远距离外的威胁目标保持威慑,有助于维护海外的经济利益,保护国家的合法权益。
空天一体的信息支援、控制和打击
高超声速武器除了携载杀伤弹头外,也可携载无人机、传感器等有效载荷。例如美国HTV-2通用再入飞行器可进行高速空天情报、监视与侦察,甚至可实现情报中继功能,可与海基、陆基传感器系统实现无缝联接,将实时收集的情报通过一体化网络迅速分发至各种武器系统,为全球范围内的实时精确打击奠定基础。
空间机动飞行的高超声速武器,可用于跟踪、破坏、捕获和摧毁卫星等航天器。例如X-37B轨道机动飞行器升级为X-37C之后,有效载荷能力大增,各项关键技术更加成熟,可用于携载天基激光武器、天基动能武器等对地攻击武器实施作战。
助推滑翔高超声速导弹、高超声速巡航导弹主要用于地对地、空对地或海对地打击。如果将这两种导弹的动力装置组合成为空天飞机的动力装置,这些导弹都可以由空天飞机或其他空间机动飞行器携载,在空间或临近空间上,携载侵彻弹头、低成本自主攻击系统、炸弹、无人机、电磁脉冲弹等多种有效载荷,从轨道或亚轨道上再入大气层,直接打击地面目标。
远程空中拦截
俄军匕首高超声速导弹是专用于战机的空射导弹,具备核常兼备打击能力,最大飞行速度超过马赫数10,射程达2000千米。在超视距外对敌发起攻击时,匕首导弹还能够凭借中段和末段通过尾部的气动舵面进行机动,地面防空拦截系统很难判断其飞行轨迹,目前现役的防空系统很难拦截。
俄军米格-31战机航程3300千米,搭载匕首导弹后,打击范围从原来的480千米扩大到2000千米之外,可覆盖中亚、北极、远东以及部分西部地区,独立截击敌方的高空高速轰炸机、高空侦察机、低空亚音速巡航导弹,是俄罗斯维护国家战略利益的“空中利刃”。
2020年3月2日,俄罗斯太平洋舰队海军航空兵在远东勘察加地区举行战术飞行演习。俄太平洋舰队的米格-31截击战斗机对假设侵犯俄罗斯领空的外国飞机进行拦截,假设目标外国飞机由伊尔-38反潜机扮演。米格-31战斗机先是对伊尔-38反潜机实施了空域驱离。在驱离失败后,对该飞机进行了战术逼近,最终成功“逼迫”该飞机改变飞行路线并降落俄方机场。4月8日,俄军飞行员驾驶米格-31战斗机在北极进行了低平流层作战任务的演练。经过现代化升级后的米格-31战斗机爬升到了1.7万米高空。俄军战斗机还与轰炸机演练在陆海空摧毁假想敌的联合行动。
海陆空快速打击
美国2020财年预算申请“陆基高超声速武器”项目,旨在为陆军提供一个战略范围约2253千米的攻击武器系统原型,以应对反介入/区域拒止(A2/AD)能力,压制对手远程火力,并与其他高价值/时敏目标交战。导弹为通用高超声速滑翔构造,搭载多种型号的战斗部,计划在2023年进行飞行试验。
美国空军目前还在研制高超声速常规打击武器(HCSW)和空射型快速响应武器(ARRW)。HCSW由B-52轰炸机发射,采用固体火箭发动机,通过GPS制导,并配装战斗部,用于从防区外快速打击A2/AD环境下的高价值/时敏目标。ARRW最大马赫数为20,射程达925千米,当导弹飞到最高点后,飞行器被释放,沿大气层边缘进行“跳跃”,多重变轨,飞行轨道无法预测。
俄罗斯锆石海基高超声速巡航导弹应用范围十分广泛,可装备具备垂发单元的俄新型戈尔什科夫海军元帅号护卫舰,射程达到1000千米,飞行速度超过马赫数9,也能够由潜艇携带潜射,还可以由图-22M轰炸机空射,既可以摧毁敌方海上舰艇编队,也可用于打击地面目标。
美国陆军“远程高超声速武器”系统模型
精准高效毁伤体系要害目标
物体的动能与质量成正比,与速度的平方也成正比。当飞行器或者导弹达到高超声速,带来的一个结果就是武器的动能将成指数级倍增,从而极大提高战斗部的毁伤效能。一枚1.5千克的高超声速导弹战斗部撞击动能就足以使一座桥梁坍塌。如果携带侵彻弹头,高超声速武器对钢筋混凝土的侵彻深度可达十几米,能够打击深埋于地下的指挥中心等坚固目标。由于高超声速武器破坏能力强,具有惊人的动能,对钢筋混凝土的侵彻深度可达十几米,特别适合打击深埋于地下的指挥中心等坚固目标。俄军锆石海基高超声速巡航导弹用于攻击敌方地面指挥中心等坚固堡垒时,还可以搭载核弹头。
随着高超声速武器从战略层面向战役战术层面拓展,未来攻防作战甚至是战术规模的交战,运用高超声速武器可以从意想不到的时间和方向,瞬时精确毁伤敌方指挥所等高价值要害目标,防守一方除了实施有限的干扰措施外,几乎无能为力。
歼灭航母战斗群
俄军匕首高超声速导弹采用卫星制导,射程达2000千米,可用于攻击敌航母战斗群。匕首导弹由米格-31携带升空,距离敌舰编队还有300千米时米格-31将其投掷,降落到安全高度后发动机点火,沿攻击弹道飞行的速度可能超过马赫数8,同时由卫星对其飞行轨迹进行修正,距离目标50千米时开始下降高度,进入到末端攻击飞行,同时导弹上的雷达和光学探测/跟踪器材开始工作,最终确定目标的位置,直至击中目标。预计在2024年,驻守在西伯利亚地区的俄空天军第712航空兵团将全部换装匕首导弹,可轻而易举歼灭一支游弋在北极的美军航母战斗群。
俄军锆石高超声速导弹的速度为马赫数9,射程超过1000千米。可装备护卫舰、反潜舰、核潜艇、核动力巡洋舰,用于攻击敌航母,因为航母战斗群的主要武器是舰载机。如F-18大黄蜂,作战半径只有700多千米。即使是未来舰载机主力F-35,作战半径也不过1100千米。俄舰发射的锆石高超声速导弹,可以在短短五六分钟内穿过近1000千米距离,猎杀到航母集群的核心部位。
日本防卫省正在研制使用超燃冲压发动机技术的尖端超高速滑翔弹(HVGP),全程以高超声速在高空巡航机动,极大增加敌方防空系统拦截的难度。这款导弹通过巧妙设定和改变飞行高度和路线,能够最大限度避免被拦截,被外界认为是日本版本的“航母杀手”。
多梯次高超打击
俄罗斯KATEHON智库设想使用高超声速武器对企图抵达波罗的海的敌方远洋舰队进行打击。第一波打击,敌方舰队刚离港时。第一波打击采用助推滑翔高超声速武器,从潜藏在大西洋中部海底的核动力潜艇发射,当敌方舰队开始横渡大西洋前往欧洲时,便开始向其发起攻击。也可采用机载型助推滑翔高超声速武器实施打击任务,伊尔-76MD-90A飞机最大飞行距离达6300千米,且可空中加油,可在数小时内到达大西洋中部。第二波打击,敌方舰队接近欧洲时。如果第一波高超声速打击武器未能摧毁目标,在敌方舰队航行至距大西洋东岸1000千米时,第二波高超声速武器将从位于巴伦支海的核潜艇或靠近北极圈白海的普列茨克战略导弹基地发射,再次对敌方舰队发起攻击。第三波打击,敌方舰队进入欧洲时。第三波次打击采用射程较近的锆石高超声速巡航导弹。设想北约从波罗的海对俄罗斯发起攻击,敌方舰队穿越北海向波罗的海航行,当海军舰队行至斯卡格拉克海峡时,采用锆石导弹对其发起第三波高超声速打击。如果敌方舰队企图前往黑海,将从博斯普鲁斯海峡和达达尼尔海峡对敌方舰队发起第三波次高超声速打击。
美国空军2015年发布《美国空军未来作战概念》报告,描述了美国空军2035年后高超声速武器协同的作战模式,主要针对在敌方具备反介入/区域拒止(A2/AD)能力的高对抗环境下,对重点区域、重点目标进行远程清除,夺取区域制空权,为空海一体式大规模打击扫清障碍的方法。第一,无人蜂群协同感知敌方防空系统态势。第二,无人机蜂群干扰敌方防空系统。第三,发射高超声速导弹,在距离攻击目标几百千米处,发射平台开始发射高超声速导弹,敌方防空系统的探测通道、火控制导通道因大量无人机诱饵、无人机干扰而导致饱和,未能及时发现高超声速导弹。第四,优选攻击目标,高超声速导弹摧毁对低轨卫星造成威胁的高能激光武器,随后以饱和式高超声速导弹攻击方式打击敌方导弹阵地,最后开展大规模“强制进入”作战。第五,扰打一体,诱饵型无人机突防敌方防空系统,通过自身携带的小型弹头摧毁敌方雷达天线和通信设施,无人机燃料耗尽后自动执行自毁程序。