为什么 DARPA 的新型高超音速武器能产生如此毁灭性的打击

为什么 DARPA 的新型高超音速武器能产生如此毁灭性的打击

上周,美国国防部高级研究计划局成功演示了一枚高超音速导弹。导弹从飞机上发射后,短暂下落,然后其强大的发动机将其向前推,速度超过 5 马赫,即音速的五倍。

从技术上讲,任何飞行速度超过 5 马赫(即音速的五倍)的飞行器都属于高超音速飞行器。这枚导弹刚刚突破了这一门槛,预计类似的设计飞行速度也将达到这一水平甚至更快。

这种导弹被称为高超音速吸气式武器概念 (HAWC),是速度较慢的巡航导弹和速度更快的弹道导弹之间的一种中间产物。DARPA 在有关此次发射的新闻稿中表示:“HAWC 导弹在富氧大气中性能最佳,在这种大气中,速度和机动性使其难以及时被发现。它可以比亚音速导弹更快地打击目标,即使没有高爆炸弹,也具有相当大的动能。”

HAWC 由“超音速燃烧冲压发动机”或“超音速燃烧冲压发动机”驱动,这种发动机会压缩进入的空气,与碳氢化合物燃料混合,然后点燃快速移动的气流混合物。像 HAWC 这样的高超音速导弹可以在没有弹头的情况下击中目标,因为仅凭力量乘以质量就足以造成与速度较慢的装满炸药的弹头相同的伤害。

要具体了解 HAWC,更广泛地了解高超音速武器,就意味着要了解现有巡航导弹、弹道导弹和新型高超音速武器之间的区别和不同用途。下面是简要说明。

传统巡航导弹和弹道导弹

美国广泛使用的战斧巡航导弹最高时速为 550 英里每小时。1 马赫,即音速,约为 761 英里每小时(不过会根据温度而变化)。与此同时,洲际弹道导弹(用于从一个大陆向另一个大陆发射核武器并造成毁灭性打击的导弹)的速度甚至以高超音速标准来看也很快。美国使用的民兵洲际弹道导弹速度达到惊人的 23 马赫。

这些导弹的特点是速度,但也可以通过弹道来区分。巡航导弹飞行高度很低,低于雷达可以探测到的高度。洲际弹道导弹向上发射进入太空,然后折返地球。由于这两种导弹都是已知技术,各国已经开发出一系列应对措施。

针对导弹的对抗措施很难建立和发挥作用,尽管针对巡航导弹和弹道导弹的对抗措施的难度不同。

巡航导弹在飞行过程中机动性强,飞行高度低,超出雷达的探测范围,但如果被发现,它们可能会被战斗机或防空导弹击落。巡航导弹可以是亚音速的,如战斧导弹,也可以是超音速的,如法国使用的中程弹道导弹。而洲际弹道导弹飞行速度快,但先上后下,飞行轨迹非常轰鸣,美国、俄罗斯和中国等国家已经花了近一个世纪的时间建立和测试探测协议。

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一旦一个国家发现有弹道导弹向其发射,它可能会发射自己的导弹进行报复。这种威胁是核威慑的指导原则。美国还投资了导弹防御计划,承诺用拦截器拦截来袭的洲际弹道导弹,尽管这些计划在几十年的测试中取得了一些好坏参半的结果。

高超音速武器

正是在这种现有环境下,俄罗斯、美国、中国等国家以及截至 9 月 29 日的朝鲜都试验了高超音速武器。

令人困惑的是,“高超音速武器”这个类别指的是两种不同的导弹,它们的速度都非常快,但飞行方式和轨迹有所不同。

高超音速滑翔飞行器

高超音速滑翔飞行器由火箭发射至大气层边缘,然后下降,以极快的速度滑翔返回地球。这些飞行器在飞行过程中可以进行一些机动,但它们是作为滑翔机进行的,没有独立的推力。朝鲜的高超音速武器是一种滑翔飞行器。

高超音速滑翔武器(如朝鲜刚刚试验的武器)的特定弹道提供了一种绕过一国弹道导弹防御系统的可能方法。绕过弹道导弹防御系统的其他方法是让洲际弹道导弹释放箔条和诱饵来挫败此类防御系统,并使用在飞行过程中分裂的多弹头,确保总能造成一些伤害。

高超音速巡航导弹

与此同时,高超音速巡航导弹由机载发动机提供动力,从飞行中的飞机上发射,并在整个飞行过程中进行机动。 DARPA 刚刚测试的高超音速巡航导弹属于后一类,俄罗斯的一些努力也是如此。

高超音速巡航导弹的打击力与巡航导弹相当,但被发现的时间却更短。这使得战斗机难以将其击落,或使用现有的防空导弹阻止其到达目标。由于高超音速巡航导弹的动能非常大,它击中大多数目标的力量通常足以造成与常规弹头相同的伤害。

高超音速的风险和影响

对于政策制定者和军事规划者来说,尤其棘手的是,在导弹到达目标之前,很难知道导弹的有效载荷是多少。对于那些认为 DARPA 刚刚测试的新型高超音速导弹威胁到他们发动核或常规攻击的能力的国家来说,他们可能更倾向于通过发射导弹来作出反应。

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美国国会研究服务处 2021 年 8 月发布的关于高超音速武器的报告中写道:“一些人已经确定了两个可能对战略稳定产生重大影响的因素:该武器的飞行时间短(这反过来又压缩了反应时间)及其不可预测的飞行路径(这可能会产生对该武器预定目标的不确定性,从而增加在发生冲突时误判或意外升级的风险)。” “在核能力和常规能力或设施共置的国家,这种风险可能会进一步加剧。”

通过研制低空飞行控制武器,美国军方距离研制出能够低空飞行并毫无预警地摧毁人员、车辆或建筑物的导弹又近了一步。正如雷神公司先进技术副总裁科林·惠兰在一份声明中所说,它将“显著提高作战能力”。

然而,这场战争的形式(即拥有 HAWC 式导弹后将增强的战争形式)尚未确定。在 21 世纪漫长而持续的战争中,美国已经能够使用飞机发射的亚音速巡航导弹、炸弹和子弹以及无人机发射的炸药甚至旋转刀式导弹击中目标。在 HWAC 至关重要的战争中,对方国家很可能拥有一系列针对现有武器的防御措施。更重要的是,对方还拥有可以反击的强大武器。

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