【哪家强】世界主要大国高超声速武器研发动向
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导 读
本文系日本自卫队最新版《2019-2020年自卫队装备年鉴》附录的第一部分内容，总结了美国、俄罗斯和中国等世界主要大国积极开展高超声速武器研发的主要情况及最新进展，分析了应对高超声速武器的措施。认为，高超声速武器将对现有导弹防御系统带来影响，为武器装备体系翻开新的篇章。
近年来，世界各国都在推动高超声速武器（Hypersonic weapon）的研发。此前，航空武器在研发方面一直区分为在大气层内飞行的飞机（战斗机、轰炸机）和导弹，以及主要在大气层外飞行的弹道导弹等。另一方面，人们虽然对临近空间表示关注，但普遍认为由于存在发动机性能限制、需要长时间耐高温等许多问题，开发以高超声速在大气层内飞行的武器需要较长时间。2018年12月26日，俄罗斯成功地进行了能够击中6000千米以外目标的“先锋”（Avangard）高超声速武器的飞行试验。这表明高超声速武器将对现有防御系统带来影响，有可能为武器装备体系翻开新的一页。本文将概要介绍在高超声速武器研发方面处于领先地位的美国、俄罗斯和中国的动向，并针对应对措施进行分析。
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什么是高超声速武器
高超声速武器指的是速度超过5倍声速（马赫数5以上）、每秒钟能够飞行约1英里（1.6千米）以上距离的武器。弹道导弹大多以高超声速飞行，部分防空导弹也能够以马赫数5以上速度飞行，但这些都不是高超声速武器。
高超声速武器每小时可在10～100千米之间的高度飞行5000～25000千米。据说凭借其高速性和机动性等，高超声速武器已可突破现有的防空导弹系统，直到其飞行过程的最后几分钟之前，对手都无法做出目标预测。美国政府问责办公室（GAO）在2018年12月的报告中指出，“高超声速武器可搭载核弹头，将强化远程攻击能力。目前尚无进行对抗的手段”。
高超声速武器分为高超声速滑翔飞行器（hypersonic glide vehicle：HGV）和高超声速巡航导弹（hypersonic air-to-surface cruisemissile：HCM）两大类。
高超声速滑翔飞行器（HGV）通过洲际弹道导弹（ICBM）等弹道导弹发射到接近太空附近的高空后分离，沿大气上层滑翔飞向目标。“先锋”高超声速武器属于此类。另一方面，高超声速巡航导弹（HCM）利用火箭和超燃冲压发动机的动力飞向目标。下文将提到的美国“X-51A乘波者（Waverider）”和俄罗斯“3M22锆石（Zircon）”属于此类。
高超声速滑翔飞行器的特征是可在飞行期间改变弹着点和轨道，与弹道导弹相比，能够以较低的高度飞行。在飞行过程中更新数据，可攻击与最初不同的目标。
高超声速巡航导弹的特征是与其他巡航导弹相比，在速度和操作性方面具有优势，可执行要求快速反应性和灵活性的任务。如果推进发动机采用超燃冲压发动机，则可在超过防空导弹系统拦截高度的20～30千米高度飞行。
此外，与洲际弹道导弹80%左右的飞行空间都在大气层外相反，高超声速滑翔飞行器和高超声速巡航导弹将在大气层内完成其80～100%的飞行距离。因此，必须具备能够承受温度上升的耐热性能。
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美国，俄罗斯和中国的研**况
正如美国国防高级研究计划局研发预算的激增（2019年的预算申请与上一年相比增加136%）所示，美国在2018年以后正在积极推进高超声速武器的研发。美国一直在构建以核武器为核心的防御系统，奥巴马政权曾提出减少对核武器依赖的“常规快速全球打击（Conventional Prompt Global Strikes：CPGS）”构想，声称能够在1～2小时以内凭借常规武器攻击地球上的所有目标。为此，美国国防部致力于①把洲际弹道导弹改为常规弹头重新部署；②研发以高超声速飞行的滑翔器（HGV）；③研发以高超声速飞行的巡航导弹（HCM）。但是，对于把洲际弹道导弹改为常规弹头，由于存在其他国家会将该导弹误认为核弹并通过核弹进行反击的危险，因而遭到中止，美国国防部最终决定采用②和③的方案，并在“猎鹰”Falcon（Force Application and Launch from Continental United States）所代表的项目中进行推动。美国空军的“Falcon HTV-2”与美国陆军的“先进高超声速武器”（Advanced Hypersonic Weapon：AHW）属于高超声速滑翔飞行器，美国海军的“Hyfly”导弹和空军的“X-51A Waverider”高超声速无人机属于高超声速巡航导弹。“Falcon HTV-2”在2010年4月和2011年8月进行了飞行试验，以马赫数17～22的速度飞行了约2分钟，获得了高超声速飞行所必要的技术数据，但因为发生故障中止了试验活动。AHW（先进高超声速武器）在2011年11月成功地进行了飞行试验，但第2次试验以失败告终。2017年10月13日，美国海军进行了“修正型AHW”的飞行试验活动，速度达到马赫数5。此项研发活动目前仍在继续。2002年，美军开始研发“Hyfly”导弹，旨在通过双燃烧室冲压发动机（dual-combustion ramjet：DCR）实现马赫数6的巡航速度。2005年1月，美军进行了从F-15E型战斗机上发射“Hyfly”导弹的飞行试验，2007年和2008年也进行了同类飞行试验活动，但未达到目的。2010年5月，美军成功地进行了“X-51A Waverider”高超声速无人机的飞行试验。2013年5月，美军通过B-52型战略轰炸机发射“X-51A Waverider”，利用超燃冲压发动机达到了马赫数5.1的速度。2013年11月，洛克希德·马丁公司宣布，将在2040年度完成研发利用双燃烧室冲压发动机以马赫数6速度飞行的SR-72型高超声速无人侦察机。在2018年7月的范堡罗国际航展上，洛克希德·马丁公司展出了SR-72型机的模型。2016年10月，DARPA与雷声公司针对“吸气式高超声速武器（Hypersonic Air-Breathing Weapon）”的研究与开发签署了合同。2018年4月，美国国防部宣布将与洛克希德·马丁公司联合设计和研发“高超声速常规弹头打击武器（Hypersonic Conventional Strike Weapon：HCSW）”。当月，DARPA、美国空军与洛克希德·马丁公司签署合同，联合研发采用超燃冲压发动机的高超声速巡航导弹，开始推动“吸气式高超声速武器构想”（Hypersonic Air-Breathing Weapon Concept：HAWC）。2018年8月，美国空军与洛克希德·马丁公司签署研发高超声速武器“Air-Launched Rapid Response Weapon（ARRW）”的合同。2019年3月，DARPA、美国空军与雷声公司签署研发“战术高超声速助推滑翔武器（Tactical Boost Glide hypersonic weapon program：TBG）”2号机的合同。这些研发项目的目标都是在本世纪20年代初期实现实用化。目前，尚不清楚美军未来将如何运用HCSW、HAWC、ARRW、TBG等高超声速武器。有预测认为，接近最前线的战术目标是TBG，跨越大陆的远程战略目标是HCSW，ARRW将搭载核弹头。此外，这些研发活动主要与美国空军密切相关，美国陆军的目标是研发陆基发射型高超声速武器，美国海军的目标是研发从水面舰艇和“俄亥俄”级等潜艇上发射的高超声速武器。俄罗斯在高超声速武器研发方面的目标是逐步实现实战化部署。俄罗斯一直在采取措施应对美国的战略防御构想（Strategic Defense Initiative：SDI）。其“4202项目（高超声速滑翔弹头运输系统）”（Yu-71/Yu-74）与“先锋”高超声速武器的出现密切相关。2018年3月，普京总统在发表年度国情咨文时披露，俄罗斯在研发对抗美国导弹防御系统的“新型武器系统”，其中提到了可搭载核弹头的“先锋”高超声速武器和“匕首”（代号Kh-47M2）空射高超声速导弹。2018年12月26日，俄罗斯副总理尤里·鲍里索夫表示，“先锋”高超声速武器的飞行速度可达到马赫数27。“先锋”在空中的飞行动向根本无法预测，导弹防御系统将落后于时代。此外，普京总统曾提到将在2019年实战部署“先锋”高超声速武器。今后，预计“先锋”将搭载于新型洲际弹道导弹RS-28“萨尔玛特”。2018年3月10日，俄罗斯国防部宣布成功地进行了Kh-47M2“匕首”空射高超声速导弹发射试验。据称最大速度为马赫数10，射程为2000千米。在俄罗斯2018年5月9日举行的阅兵式上，搭载“匕首”空射高超声速导弹的“米格-31”型战斗机进行了飞行展示。另有报道称，俄罗斯空天军搭载“匕首”导弹的飞机从4月开始在里海上空担负巡逻任务。有消息指出，由于“匕首”导弹是通过固体火箭推进，被分类为弹道导弹，是史上首型空射弹道导弹。2017年6月3日，俄罗斯提前1年进行了“3M22锆石”高超声速反舰巡航导弹的飞行试验，据称达到了马赫数8的速度。2019年2月20日，普京总统在俄联邦议会上针对“3M22锆石”高超声速反舰巡航导弹指出，“其可加速到马赫数9”、“飞行距离在1000千米以上”“可摧毁海上及陆上目标”。中国正在反复开展高超声速武器的试验活动，为实现实战部署的目标而切实推动准备工作。2014年1月9日，中国进行了搭载于“DF-21”型准中程弹道导弹的“DF-ZF（东风-ZF：WU-14）”（HGV）的飞行试验活动。报道称，“DF-ZF”的速度达到了马赫数10。这意味着中国正在不断地独自开展“DF-21D”等精确制导导弹和导弹防御系统的研发。2015年6月，“DF-ZF”在进行了第4次试验活动后，实现了“极端机动（extreme maneuvers）”。2017年11月1日，“DF-ZF”搭载于“DF-17”型准中程弹道导弹，在60千米高度的低弹道被发射出去。据称，飞行时间为11分钟，水平飞行距离为1400千米，命中精度为“数米以内”。2018年5月，中国公开了在2015年12月进行过飞行试验的“凌云1（Lingyun-1）号”（HCM）高超声速飞行器。“凌云1号”采用超燃冲压发动机推进方式，速度达到马赫数5以上，与“Hyfly”导弹相似。此次公开暗示着中国将开发能够以高超声速飞行、采用超燃冲压发动机推进方式的导弹。2018年8月，中国航天科技集团公司的研究机构宣布成功进行了“星空2号（XingKong-2hypersonic aircraft或Starry Sky2）”（HGV）的飞行试验活动。据称，“星空2号”通过助推火箭发射升空，与火箭分离后达到30千米高度，以马赫数5.5～6的速度飞行了约400秒以上。另据报道称，“星空2号”是能够依靠机体的冲击波产生升力的“乘波体”（Waverider）。除此之外，还有报道称，中国预定在2020年建设能够对以马赫数10～25速度飞行的高超声速武器进行试验的风洞设施。为对抗高超声速武器，必须提高进行探测和拦截的能力。美国在《导弹防御评估报告》（Missile Defense Review：MDR）中提出，今后将推动利用太空的导弹防御方针，谋求通过在太空设置能够全球追踪导弹发射后轨迹的探测装置和陆基探测装置，应对难以追踪的高超声速武器。同时，美国还将开始讨论在卫星上搭载激光武器等从太空拦截导弹的构想。此外，据说美国还提出了二级式改进型THAAD“THAAD Extended Range”的方案，将其作为拦截弹。同时，美国正在加紧研发可连射数百发弹的“轨道炮”和激光武器等定向能武器。虽然限定于击落无人机，但美国海军正在研发激光武器“High Energy Laser and Integrated Optical-dazzler with Surveillance（HELIOS）”。另外，DARPA正在推动探索拦截高超声速武器等防御方法的“滑翔破坏者”（Glide Breaker）项目。在此背景下，日美两国政府进入了联合研发搭载于美国海军“宙斯盾”舰的新型雷达的最终协调阶段。为了对抗中国和俄罗斯加紧研发中的高超声速导弹等，美国将提高探测能力，强化担负美国导弹防御系统核心作用的“宙斯盾”舰防护能力。1957年10月4日，苏联首次发射人造卫星，发射成功的消息传遍全世界。这意味着人类开始了太空竞赛。俄罗斯和中国成功地进行高超声速武器的试验与研发，将提高两国的A2/AD（Anti-Access/Area Denial）能力。美国在高超声速领域被赶超，正在试图扭转形势。这预示着今后将开始新的军备竞赛。2019年度，日本防卫省将进行旨在实现能够以高超声速巡航的超燃冲压发动机相关研究。日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）正在开展高超声速客机的研发，这正是发挥日本技术力量的好机会。美国研究开发预算的约50%由国防部管理，而日本防卫省管理的研究开发预算只占政府全体的4%左右。获得武器装备对于日本的安全保障必不可少，今后应在装备的研究开发方面进行比以往更多的投资。
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