中国的高超声速试验水平到底如何?
来源:观察者网
2015-06-16 07:36
近日,“五角大楼非正式代言人”《华盛顿自由灯塔报》宣称,美国情报部门发现了中国第四次高超声速导弹测试的相关信息。不久,中方外交部发言人证实进行了试验。这次试射的高超声速飞行器,与前几次发射的相同,被美方称为WU-14飞行器。据称,在本次试飞中,WU-14表现出了“超乎寻常的机动性”。
不独是中国在研究,美方当然也没有停歇。不久前,美国空军官方媒体宣布,空军已经完成准备,可以再次试射X-51高超声速巡航导弹实验弹。同时,去年试射失败的陆军AHW“先进高超声速武器”系统的发射场也将在今年完成修复工作,随后马上就要进行再次试射。显然,正如一位美国参议员在中国首次试射高超声速飞行器后说的那样:“美国决不允许自己在这一方面落后。”
1948年,钱学森在学术会议上提出了“助推-滑翔”弹道
黑板、粉笔、科学天才、简单而震撼的设想,这张照片在不同的地方用不同的方式被一再呈现
那么,高超声速武器到底有何秘密,为何中美俄都在积极研制这种武器?它真的像网络传闻的那样“天下武功,唯快不破”吗?有媒体说,美国在这方面技术远远领先于中国,是真的吗?笔者试图从历史和技术角度分析这些问题,由于资料和知识限制,错漏难免,谨供读者参考。
钱学森一人启动中美两家的高超声速研制
几乎所有现代军事武器都可以在已经尘埃落定70年的第二次世界大战中找到其始祖,高超声速武器也不例外——高超声速滑翔概念的最初源头甚至还要更早一些。
在两次世界大战期间,纳粹德国在佩内明德测试新型大炮,这其中就包括一系列大口径远程列车炮。当时德国对用次口径炮弹提高射程很感兴趣,于是就用列车炮进行试验,结果有了意外的发现。当从海拔较高的地点发射这种长杆炮弹时,它的射程会比在低海拔地点发射远得多。在排除高海拔地区空气稀薄、阻力小等因素影响后,发现射程仍要远出不少。于是,德国科学家们大胆推测,长杆炮弹在飞行中段具备一定的“攻角”(即炮弹几何中心线和炮弹飞行方向的角度),使其在高速飞行时具备较高的升阻比,因此在特定密度的大气中可以滑翔很远的距离。
纳粹德国设想了一系列利用滑翔增程原理的炮弹,包括电磁炮的炮弹
这个原理激发了火箭专家桑格尔的灵感,他在1940年为了满足希特勒“跨过大西洋轰炸美国”的设想,设计了一种惊世骇俗的先进飞行器。这就是“银鸟”空天轰炸机,这架轰炸机采用火箭发射升空,在达到极高的速度后,以特定角度撞向大气层,在大气层中滑翔,就像巨炮所发射的那些炮弹一样。如果速度、角度合适,那么飞机会被几次反弹抛出大气层,然后再重新落入大气层。在飞到美国上空后就投掷炸弹轰炸目标,然后继续飞行,着陆在日本控制的太平洋岛屿上。
桑格尔“银鸟”洲际轨道轰炸机想象图
“银鸟”草图
“银鸟”设计被否决后桑格尔博士设计的A-4B导弹
“银鸟”轰炸机的飞行轨迹就是今天人们所称的“桑格尔弹道”(也叫“弹跳-滑翔”弹道,或者“水漂弹道”)。不过,当年桑格尔之所以将这个弹道设计为要几次把飞行器抛出大气层,是设想利用宇宙的低温来降低飞行器表面温度,以免它烧毁。但实际试验发现,高速飞行导致的热防护问题远远超过最初设想,而且“跳”到太空中,并不能迅速降低飞行器的温度,因为没有空气传导来散热。于是“银鸟”就倒在了这个难题面前。后来桑格尔又提出过一个A-4B火箭(A-4火箭就是大名鼎鼎的V-2导弹)方案,在火箭前面安装一个更小的飞行器,由人操控直接撞向纽约的目标,飞行员在撞击前跳伞……不用说,这个方案也没好到哪去。
“银鸟”飞行器弹道示意图
桑格尔弹道和钱学森弹道的区别
1948年,有一个人在研究了缴获的德国技术资料后,提出了一个新设想。他就是当时还是美国陆军上校的钱学森。他的方案与桑格尔不同,认为只要有足够先进的热防护技术,就能让飞行器在特定的高度层以高超声速持续滑翔飞行。除了热防护,这种飞行方式也需要飞行器具有更好的高速升阻比特性。他所提出的弹道,被人们称为“钱学森弹道”(也叫“助推-滑翔”弹道),按照他的理论计算,采用这种方式可以将弹道导弹的射程提高一倍。
【飞行器速度级别按照从低到高有:亚声速(小于0.8倍声速)、跨声速(0.8-1.2倍声速)、超声速(1.2-5.0倍声速)、高超声速(5.0-10.0倍声速)、高-高超声速(10.0-25.0倍声速)和超-高超声速(大于25.0倍声速)。不同的速度段对飞行器的设计有不同的要求,后文我们会提到。】
今天,桑格尔弹道在航天领域得到了不少运用,例如登月飞船和深空飞行器的返回舱,很多利用桑格尔弹道在大气上层“打水漂”,来快速降低自身速度,我国最近的嫦娥5号技术验证探测器就采用桑格尔弹道进行回收。
利用桑格尔弹道降低速度后降落是深空探测器的一种典型再入方式
不过今天我们要说的主角,高超声速飞行器,主要运用的仍是钱学森弹道。
钱学森先生于1955年历经波折回到祖国,而他给美国留下的“钱学森弹道”却让美国人魂牵梦绕。钱老一个人启动了中美两个国家的高超声速研制,这种说法绝不夸张。
以钱学森的研究为基础,从美国陆军航空兵升格而来的美国空军提出了一种新的航天飞行器方案,这就是著名的X-20航天飞机,该方案于1957年开始研制,1963年结束。X-20可以飞出大气层,到达低地轨道,设计在大气层内以22倍声速滑翔。
X-20航天飞机模型
X-20的研制遇到了当时尚无法解决的技术难题,胎死腹中。但它的基本设计为后来的航天飞机所继承——这一点倒是被钱学森先生预计到了。
航天飞机的高超声速滑翔
上世纪80年代,钱老在文章和发言中多次谈及对美国航天飞机的评估,认为它“走不远”。主要就是因为它过于庞大,又要求反复使用,难度非常高,也不经济。这些观点后来都得到了验证。
在X-20之后,美国开启了一系列高超声速验证方案,尤其是诺斯罗普公司非常热衷于升力体飞行器的研制。这种飞行器具有很高的高速升阻比,在高超声速滑翔方面有很大潜力,诺斯罗普公司连续研制了X-24和HL-10等型号的验证机。以至于后来诺斯罗普研制飞翼结构的B-2轰炸机时被人开玩笑:“诺斯罗普60年代搞的都是没有翅膀的飞机,而现在搞的东西只剩翅膀了。”
而另一方面,差不多在研制X-20的同一时期,美国也意识到高超声速飞行所面临的技术问题并不像之前所想象的那么少。例如,高超声速飞行时空气与飞机表面高速摩擦产生高温高压环境,令人意想不到地产生了化学反应,这导致飞机表面的温度远高于预期,对热防护提出了更高的要求;再如,高超声速飞行时气动舵面失效……等等。
“民兵3”导弹的两种再入飞行器,左为分导式多弹头,右为目前实际装备的单个弹头,洲际导弹的弹头再入大气层时飞行速度超过20倍音速
因此从50年代后期开始,美国决定研制一种验证高超声速飞行的研究飞机,即著名的X-15。X-15是一种火箭动力飞机,它无法像X-20一样,飞到大气层外加速到惊人的速度再返回,仅仅是用推力强大的火箭,将飞机在大气层内尽量加速。1967年10月3日,X-15达到了7273千米/小时的最大飞行速度,相当于5.9倍声速。
X-15帮助美国弄清了许多高超声速飞行的特殊要求,这些技术陆续被运用到洲际导弹、返回式卫星和航天飞机上。
美国X-15火箭飞机,最大飞行速度达到了5.9倍声速
诺斯罗普公司研制的HL-10升力体飞行器
航天飞机再入的速度达到了24倍声速,实际上就相当于进行“钱学森弹道”的滑翔段飞行,它的再入点一般是在夏威夷以东1500公里的太平洋上空,着陆地点则是佛罗里达半岛的肯尼迪航天中心。在整个再入过程中滑翔8150公里,飞行速度从24倍声速降低到不到400公里/小时。其间航天飞机还会利用侧滑大幅度横向调整自身的飞行路线,机动范围2000公里左右。
而美国目前的X-37无人航天飞机的再入过程与之相似,再入速度更高,达到25倍声速,着陆速度更低,为330公里/小时。说明这两种飞行器的实际技术水平相当,采取的热防护手段也基本一样。只不过X-37是无人飞行器,发生意外的话也不会出现机毁人亡的悲剧。
航天飞机再入大气层路线之一,这条路线减速较快,下降也较为陡峭
航天飞机常见降落路线,滑翔距离较长
航天飞机再入阶段以较大的攻角再入
必须承认,这是人类目前为止对钱学森弹道利用水平的高峰,苏联一直担心美国利用航天飞机做自杀性攻击,而X-37也常被认为具有当做核武器运载工具的潜力。
苏联为赶上美国,在冷战结束前试飞了“暴风雪”号航天飞机,应该说达到旗鼓相当的水平。
苏联“暴风雪”号航天飞机轨道轰炸系统设想之一,发射可以独自再入大气层的滑翔飞行器,再入飞行器类似升力体
米格-105“太空截击机”,实际上这是一个苏联的高超音速滑翔实验项目
不过用航天飞机实施攻击,基本也就只能是自杀式了,因为航天飞机的再入过程实际是不可逆的,它无法在轰炸完成后再加速返航。而且为了发挥气动舵面的作用,要把飞行速度降低到3倍声速左右,这样航天飞机就有可能被先进防空导弹拦截,所以它必须维持全程高速。
有说法称,可以用航天飞机在高空引爆大当量核弹头,变成一颗超大号核电磁脉冲炸弹,直接瘫痪敌国战略通讯能力。不过,美国军方当然不会公开他们这方面的计划。
笔者在这里提及航天飞机,是为了在下文论述近年来高超声速攻击飞行器前,让读者对于今天世界上试验次数最多的高超声速飞行器有基本的了解,不要以为高超声速飞行器是一种闻所未闻的超级武器。
但航天飞机毕竟只能说是有军用潜力,真正将“钱学森弹道”运用到攻击武器上,还要追溯到美国上世纪80年代研制的“潘兴2”中程导弹。
什么是MARV?
这种导弹的主要设计思路是在导弹再入段40公里高度时,利用控制装置拉起弹头,让弹头产生一个攻角,就相当于按照一条较为“陡峭”的滑翔弹道下坠。这种可以“拉起”的弹头被叫做MARV(可机动弹头),以区别于较常见的MIRV(分导式多弹头)。在“拉起”过程中,弹头可以把速度降低到7倍声速左右,此时就可以抛弃导弹头部的防护罩,让雷达开始工作。然后导弹根据雷达探测到的地面景象修正自身飞行路线,最终命中目标。采用了这一技术的潘兴2导弹能以几乎垂直的角度落下,圆概率误差为10-30米。因此除了使用核弹头外,美国也曾计划为该导弹研制集束动能穿透弹头,用来攻击机场跑道;后来也探讨过用这种导弹打击海上舰艇的可能性。
“拉起”弹头也能让导弹的弹道更加难以预测,可以躲避对方的反导拦截。拦截弹必须在“潘兴”2开始机动前的中段弹道就进行拦截,或者具备极强的探测能力和极高的可用过载,可以追踪拉起的弹头。
冷战末年,苏联和美国对MARV系统的研究热情不减,开始计划将其用于洲际导弹,出现了多种设计方案
不过潘兴2导弹并未来得及大量部署,很快就因美苏中导条约的签署而撤装。
潘兴2导弹的“拉起”动作并非首创,苏联研制的第一种反舰弹道导弹SS-NX-13(R-27K)在1972年首次试射,该导弹最早采用了MARV技术,可利用雷达搜索航空母舰等大型海上目标并引导攻击。不过这毕竟是一种70年代的导弹,它的圆概率误差有300米,使用50-100万吨的核弹头,而且其射程也只有700公里左右,实用价值不大,并未实际列装。
这两种导弹的MARV由于弹头设计并未考虑升阻比要求,实际上并不能实现“滑翔”,只是用“拉起”来降低飞行速度而已,和真正的“钱学森弹道”还有很大差距。
美国“潘兴2”导弹作战过程,可见其末端有明显的“拉起”过程
在冷战后期,美苏开始考虑使用航天飞机研制过程中得到验证的热防护技术、控制技术等新技术来研制新一代供洲际导弹使用的MARV。这其中,就出现了几种具备更强滑翔能力的方案。它们采用的外形设计主要是双锥体或非对称造型。俄罗斯90年代后一直自称已经掌握了一种“卫星导弹”,实际上就是指MARV。不过,随着冷战结束,美俄都没有继续在自己的洲际导弹上采用MARV技术,双方各自提出的多个设计都被束之高阁。一同被锁入文件柜的,还有美俄提出的若干高超声速飞行器研制方案和小型航天飞机方案。
高超声速研究“死灰复燃”
然而随着时代的变迁,高超声速滑翔武器又重新进入了大国的视线。这一轮高超声速研究热潮的始作俑者,又是美国。
21世纪初,美国国力处于鼎盛阶段,不论是常规武器还是核武器都“独步武林”,但同时也面临着一些问题。例如,空有几千发洲际导弹,却不能把它们用于实战,且根据削减进攻性战略武器条约,这些导弹都要裁撤,起码不能携带核弹头。
美国“快速全球打击”计划
HTV2由美国空军主导开发,不过似乎技术野心过大,连遭失败
于是美国开始为这些即将退役的导弹找出路。开始当然是用来发射卫星,但即使是最大的“和平保卫者”洲际导弹也发射不了大型的同步轨道通讯卫星,因此商业领域导弹的出路并不好。于是美军开始考虑将这些洲际导弹用于常规用途。
2000年前后,美国提出了“快速全球打击”方案,要求在1小时内对全球任何地点的目标进行精确的常规打击。稍微了解一点现代军事常识的人都看得出,这实际上就是在为那些封存的导弹找出路,因为目前用别的手段无法实现这一要求。
最初的提案是将“俄亥俄”战略核潜艇上的“三叉戟”导弹装上常规弹头,这些导弹圆概率误差可以达到数十米的级别,已经可以满足常规打击的需要。不过小布什政府坚决叫停了这个方案,因为使用这种武器要冒其他国家误判美国使用洲际导弹突然袭击的风险。于是,高超声速滑翔飞行器就成了看起来“合理”的选择。美国方面的解释是,这种武器的飞行弹道明显与核导弹有区别,其他国家看到它的弹道就知道这是常规攻击了……
中俄一直反对美国的这个方案——现代的核弹头完全可以随时装入这个飞行器内,它显然具有打破核平衡的危险。
例如,美国空军HTV-2研制时的计划之一就是向南发射,从南极上空飞过,然后攻击伊朗——能攻击伊朗自然也就能攻击俄罗斯。冷战时期,中俄美都有过研制射程足可环绕地球的洲际导弹的构想,因为到目前为止,中美俄的洲际导弹主要走北极弹道,因此绝大部分导弹防御预警系统都是面向北方布置的,从南边突防而来的导弹自然会更隐秘,更难对付。
目前,美国“快速全球打击”项目旗下主要的两个项目是空军的HTV-2和陆军的AHW系统。这两种导弹的区别在于,HTV-2使用的是“米诺陶IV”火箭——退役的MX“和平保卫者”洲际导弹——作为助推器,可以将飞行器推到二十多倍声速进入滑翔状态。而陆军的AHW则采用落后一些的“北极星”导弹作为助推器(陆军的宣传PDF上提到AHW也可以安装在洲际导弹上发射),滑翔速度为9-14倍声速。
美国陆军AHW高超音速武器PDF截图,该飞行器采用双锥体构造
X-51A飞行器的超燃冲压发动机实际并未提供多少动力,它的加速主要靠后面的火箭助推器
这两者中,HTV-2采用升力体设计,而AHW则是双锥体设计。
不过,HTV-2虽然看似技术难度没有比X-37或者航天飞机更高,但却连续试射失败——空军的结论是,它的防热系统仍无法满足20倍声速长时间飞行的要求。
(即使是航天飞机,也不能在20倍声速下飞行很长时间,要尽快把速度降低到10倍声速以下——10倍声速是一个分水岭,超过10倍声速,飞行器设计中的最主要矛盾就变成了防热系统。)
看起来更传统一些的AHW是美国目前高超声速导弹系统中最成功的一种。它在2011年首次成功试射,从夏威夷发射,击中夸贾林群岛的靶子,射程约4300公里,飞行速度据称为5或8倍声速。
但此后进行的两次试验先后失败,其中最近的一次更是刚发射出来就爆炸,导致发射场严重损坏,后续试验可能要到今年下半年才能再进行。
AHW最近的两次试射中,计划试验高超声速滑翔器大幅度提升射程的特性,它的发射地点放在了美国西海岸,距离夸贾林群岛有6900公里,大大超出作为AHW助推器的“北极星A3”导弹的4600公里射程。虽然试验并未成功,但至少说明双锥体高超声速滑翔器具备大幅度延长射程的可能性。
此外,经常在媒体上被当做“美国科技不可战胜”象征的还有个X-51A,这是一种超燃冲压发动机试验平台。尽管美国方面把计划说得花好稻好,说它将在2020年代中期被缩小到可以装入B-2的弹舱云云,但实际上这种飞行器的试验还处于非常初期的状态。
美国高超音速飞行试验留下的尾迹
所谓超燃冲压发动机,就是一种理论上可以在高超声速条件下工作的喷气发动机,它没有增压涡轮,靠高速飞行产生的冲压效用来提高进气压力,同时又可以在进气速度极高的情况下稳定燃烧,因此称为超燃冲压发动机。
不过试验的结果其实并不乐观,目前为止,X-51A只进行过一次成功的试验,其发动机工作了设计工作时间的三分之一,不到100秒。它目前的最高飞行速度还没有超过X-15,大概是5.2倍声速,能够提高到这个速度,主要是依靠X-51A机体身后的一枚火箭——陆军炮兵战术导弹MGM-140的发动机。而它的超燃冲压发动机提供的续航动力其实并没起到多大作用。
超燃冲压发动机恐怕在近期内还难以成熟,人类要实现高超声速打击目标的理想,目前为止最靠谱的方法仍是“钱学森弹道”。
中国的高超声速技术运用概况及发展方向推测
目前,我国运用高超声速飞行原理的导弹已经有好几种,其中运用“层次”较低的MARV系统的导弹主要包括:东风-21C、东风-15B、东风-15C、东风-11B、东风-16、M-20,还有大名鼎鼎的东风-21D反舰弹道导弹。
东风-21C、东风-15、东风-11B都采用类似美国“潘兴2”的原理,即导弹在进入末段飞行时有一个“拉起”的动作,在速度降低到一定范围后,开始使用雷达探测下方地形,利用地形匹配原理搜寻并攻击目标。而它们的主要特征是再入部分有空气舵,用于在拉起再入飞行器、速度降低后提供控制力。同时头部装有可抛弃的保护罩,呈现“钝头”的形状。
而东风-15C、东风-16导弹的控制系统比前面的三种更先进,其中东风-15C的战斗部为一个巨大的钨芯钻地弹,这种导弹要发挥作用必须要有很高的命中精度,但它却没有安装空气舵。而东风-16导弹也没有安装空气舵。
东风-15B导弹的再入飞行器,它和东风-21C,东风-11B的再入器原理类似,与“潘兴2”导弹技术水平相当
笔者推测,东风-15C导弹可能并未采用主动雷达制导,因为它要打击的目标主要是台湾军团级的指挥所,而这种地下指挥所是不能机动的,就不需要利用雷达搜索地形匹配,直接采用GPS或北斗导航应该就具备足够的精度。它可能采用在更高的高空拉起,然后用火箭推进器产生控制力,较早形成几乎垂直落下的弹道,这样可以提高最终落地时候的撞击速度,增强威力。
而东风-16作为新一代导弹,应该与专门打击固定地下掩体的东风-15C不同,它可能仍需要使用主动雷达技术,以便攻击各种类型的目标。笔者推测它可能采用了变质心控制技术,这一技术不需要空气舵参与控制,可以让导弹实现类似螺旋形下坠的路线,提高命中精度的同时也让对方更加难以拦截。
东风-16导弹
东风-15C导弹
而M-20导弹作为我国的外销导弹,则采用了非轴对称形状的再入飞行器。也就是说,它的“头”部看起来“向上翘”,是一种典型的利用滑翔弹道增加射程的设计。在珠海航展上介绍M-20导弹的宣传片也体现了该弹这一方面的特性。
变质心弹头在弹道末段采用螺旋形弹道下坠
目前我国现役最先进的运用“钱学森弹道”的导弹则是东风-21D,从目前唯一一张可以确认是东风-21D导弹的照片上看,它的再入器是一个拉得非常长的“长杆型”。
这意味着东风-21D“拉起”的时候具有较高的升阻比,因此滑翔距离可能较远,但这个升阻比又不至于大幅度提高导弹射程。东风-21D导弹之所以要采用这个设计,笔者推测主要是提高机动能力的需要。因为东风-21D是用来打击移动中的舰艇目标,因此需要更大的搜索和攻击范围,利用长杆式弹体可以做到这一点。
东风-21D有着“长杆”型的再入器
那么下一步呢?
我国已经试验过的高超声速飞行器中,唯一一种外形为大家所熟知的是“神龙”,类似小型航天飞机,尾部装有火箭发动机,挂在轰-6飞机下面进行测试。有展示图板显示,它是一种“跨大气层飞行器”,且采用陶瓷基复合材料防热,也就是说,其技术水平应该和航天飞机或X-37B相当。
不过,鉴于美国也有不少类似的设计仅仅做了从高空飞机抛下,测试其减速最终阶段滑翔和着陆能力的试验。所以目前也不能推断“神龙”是否进行过跨大气层飞行。
虽然有传闻说“神龙”是一个载人航天项目,并且已经下马,因此它不大可能就是WU-14。但从现有的信息来看,不能完全排除WU-14就是“神龙”的可能性。
关于美方所谓的WU-14飞行器,目前可供推测的信息包括几个:
首先,WU-14采用的助推器为长征2号运载火箭,这是一种洲际导弹级别的火箭,完全有能力把飞行器加速到20倍声速以上。
其次,WU-14目前的几次试射都是取我国境内最长的一条试射路线,即从山西五寨到新疆库尔勒,约2500公里左右。但对于高超声速测试来说,这条路线似乎太短了。
第三,最近的一次试验中,美方表示WU-14首次展现了“极强的机动性”。这应该是指横向机动能力,对于高超声速滑翔器来说,横向机动能力是最重要的机动能力。
第四,四次试验中,WU-14的速度似乎都是在10倍声速左右。
"神龙”飞行器,它的性能不得而知,试验进度也不得而知。据传已经下马
根据上述几条,结合相关论文,可以推断:
WU-14应该是一种采用升力体外形的小型飞行器,因为只有升力体外形的飞行器才具备较强的横向机动能力,双锥体弹头的横向机动能力并不强——美国AHW试验中横向机动距离据称只有600公里。在最近的试验中,WU-14飞行器甚至可能拉出了一条S型弹道,最终仍然命中预定目标区。如果真是如此,那确实是足以让人震惊的技术。
采用长征2号火箭可能是利用其高比冲(观察者网注:比冲指火箭发动机单位重量推进剂产生的冲量)特性,在最短距离内将飞行器加速到预定速度,以尽量增加滑翔距离,可能采用高弹道加速。而且长征2号火箭现在我国存货多,性能稳定,价格也相对低廉。
由于WU-14几次测试的飞行速度是10倍声速左右,而不是洲际导弹应该达到的20倍声速的速度,因此国外推测WU-14将来可能会和东风-26中远程导弹结合,将其射程翻倍,达到7000-8000公里。不过,这种说法可能依据不足。
2011年国内某权威期刊上刊登的升力体高超音速滑翔器外形图WU-14可能与此接近
由于WU-14是我国首个进行高超声速滑翔的试验飞行器,加上可用的试验距离太短,因此很可能是在远未达到设计极限的情况下进行的风险较低的初期试验。
现在又有传闻称,中国的双锥体外形的高超声速弹头可能近期开始测试,这种弹头将采用东风-26导弹作为助推器。这个双锥体高超声速弹头,显然是从东风-21D的基础上发展来的,而与WU-14关系不大。WU-14应该是一种技术跨度更大的前沿验证飞行器。
那么,关于WU-14,笔者提出几个可能的推测:
可能之一:它是一种与HTV-2设计指标类似的装备,最终目标是实现20倍声速,滑翔一万公里,具备5000公里的横向机动能力,也能拉出大气层进入低层轨道。如果这一目标得以实现,中国就可以利用这一技术来改造东风-5导弹——东风-5和长征2火箭的渊源很深——使之成为一种“全球导弹”,也就是部分轨道洲际导弹。它将可以飞过南极上空攻击美国,利用高超声速滑翔和巨大的横向机动能力提高突防性能……这算是“以其人之道还治其人之身”。
然而我国的航空航天科技水平总体上,恐怕还无法全面超越美国,所以美国研制HTV2都失败了,我们肯定要付出难以想象的努力,才可能获得成功,迎来现代科学的奇迹。
可能之二:所以,也不能排除WU-14是一种用中程导弹发射,飞行速度10倍声速的飞行器,但横向机动性能远超用中程导弹发射的双锥体弹头。
东风-26如果发射双锥体弹头,按照美国AHW的水平推测,它的射程应该可以延长到7000公里以上,可以打击夏威夷,或者这一射程范围内的大型水面舰艇。而WU-14由于升阻比性能好,它的滑翔距离可能更长,或许能达到8000公里以上,与东风-31导弹相近。
因此可以推断,未来东风-26如果真的作为高超声速导弹助推器的话,它可能会有两种型号,一种是射程6000-7000公里的常规导弹,采用双锥体弹头,可精确打击,也可用于反舰。另一种是射程8000公里以上的“滑翔洲际导弹”,用于投掷战略核武器。
竞赛才刚刚开始
中美目前都投入不少精力研制高超声速飞行器,当然是因为它能够对付现有的导弹防御系统。
目前的导弹防御系统实际上主要是针对现役弹道导弹设计的,现役的洲际导弹一般采用较高的弹道以提高射程。在其飞行过程中,可以利用卫星和雷达进行探测定位。由于它们的弹道是不可变的,就可以在其飞行中段和末段利用拦截弹进行拦截。因此所谓“天下武功唯快不破”是没有道理的,目前的弹道导弹中段飞行速度都是远超过20倍声速,但却完全可以被拦截。
拦截使用“钱学森弹道”的武器就完全不同了。它的弹道中段是在大气层边缘飞行,远低于传统的弹道导弹。这就导致雷达对它的预警探测距离大幅度降低。
而且,滑翔器还可以大幅度横向机动。举例说,美国人在台湾部署的“铺路爪”可能看到我们发射了导弹,导弹过了弹道高点的时候,方向似乎是冲着关岛去的。
未来高超音速飞行器想象画
于是关岛方面赶紧启动增程型THAAD导弹,准备拦截。但没想到WU-14横向机动了,打中的却是珍珠港……
可以说,高超声速滑翔器为未来的导弹技术发展拉开了一扇新大门。不管是攻还是防,都需要巨大的投入。这和冷战时代的军备竞赛没有本质区别,说到底,就是看谁投资多,决心大。
在这一轮竞赛中,我们看起来有效地缩小了与领先者美国的距离。但也应该看到,我们的对手并未放弃,双方的下一轮竞赛很快就要开始。
或许,我们有一天会见证中国向南太平洋发射高超声速滑翔导弹的全程试验,那将是震惊世界的大事。