导弹技术专家郭衍莹：浅谈对高超声速武器发展的三个认识误区

  【知远导读】纵观当今军事强国的武备发展进程，高超声速武器无疑已成为各国正在攻坚的目标。在谈到此类武器时，众多军事科普报刊或是军事自媒体往往会喜爱热热闹闹烘托气氛，并无安静认真研究相关技术问题的耐心。这就导致了当前相关读者在了解高超声速武器的发展进程时易被误导，陷入几个普遍的认知误区。

  就此，知远公众号特约航天部二院退休研究员郭衍莹老师（航天部突出贡献专家，国务院政府特殊贡献津贴专家）就此问题谈一谈他个人的看法和认识。

  解读：虽说“天下武功唯快不破”，但某些媒体只注意到这种武器的高超声速特性，却没注意到它具有作“不规则变轨飞行”的能力。

  拦截高超声速导弹的难点是什么？估计有些媒体和读者的回答是：难点在于导弹的速度极快，高超声速，可达到马赫数10及以上；使对方的跟踪雷达全部失效。其实这一说法并不全面，甚至会使人产生误解。因为按此逻辑，洲际弹道导弹在中段飞行时速度也可达到马赫数20以上；该算是顶配水平的高超声速武器了。再推论下去，拦截高超声速武器的任务完全可交予拦截弹道导弹的系统来完成。再去专门研究怎么样反高超导弹就意义不大了。这当然是误解和误导。

  弹道导弹之所以不算是高超声速武器，因为它绝大多数都是循固定弹道飞行（准抛物线），地面雷达可以不断预测并跟踪它的飞行轨迹，制导反导系统能对它进行拦截。我并不是说高超声速导弹技术一定比弹道导弹技术复杂，而是说这是两个不同概念。我认为，首先要把一些基本概念厘清。第一，什么才算是高超声速武器？当前国内外公认的定义：一是在大气层内飞行速度大于马赫数5；二是具备在大气层内（尤其接近目标时）作大范围不规则机动飞行的能力。后一能力也许更重要，因为导弹不可能一直按照十几马赫的高超声速飞行，当它接近目标时速度必须下降至接近马赫数5，才能使导弹有能力精确锁定地面目标，直至摧毁。此一阶段主要得靠导弹作不规则机动飞行来躲避反导雷达的跟踪和拦截。所以高超声速导弹的厉害在于它既具备超声速、又能作不规则的机动飞行（有专家称之为“诡异莫测飞行”），地面反导雷达很难跟踪它。所以不能笼统地说高超声速导弹的厉害在于其极高的速度。快，固然有利于躲避雷达，但也会给飞行体本身准备精确锁定和打击目标增加困难。据国内外有些专家的看法，在接近目标时导弹的速度通常约为马赫数5-7。

  第二个概念是弄清高超声速武器的作战模式。目前世界公认的高超声速武器主要有二大类：一是高超声速滑翔飞行器，它以弹道导弹或火箭为载体，待飞行至再入段后（再入大气层），飞行器从载机发射出，然后作变轨式滑翔飞行（无动力），直至接近目标。可简称为“助推-滑翔”模式。二是高超声速巡航导弹，它可在大气低空中作自主机动飞行，需要依靠超燃冲压发动机或其他高速吸气式发动机来提供动力。除这二类外也有例外。如俄罗斯的“匕首”，有的人觉得是“助推-滑翔”式，有的人觉得是巡航式。从高超声速武器的观点来看，它还只是发展的初级阶段；所以也有人称它为“另类”。但毕竟它已定型投产，已投入实战。而不只是“纸上谈兵”。

  图1是某典型助推-滑翔式高超声速武器作战全过程的示意图，录自国外科普资料。由图可见，一些媒体所说某某高超声速导弹的速度达到马赫数10-20，大都是指在再入点或再入点之前，载机在大气层外飞行时的速度。再入速度太快，将导致导弹难以改变自身的飞行轨道作机动飞行，难以精确打击敌方的点目标（如发射井）和机动目标（如航母）。所以要求导弹的控制管理系统在再入段调整好导弹的姿态，调整好飞行角度，把速度降下来，力求获得高的升阻比。接下来飞行器（导弹）脱离载机，然后它能像打水漂的石头那样跳跃式前进。它的原理可以用空气动力学基础原理来说明：在超高声速气流中，弹头附近空气形成高密度的激流，对导弹（一般采取成扁平的乘波体结构）产生很大的向上浮力，使导弹像打水漂用的石片那样跳跃式前进。这种跳跃式前进又可分成二类，一是桑格尔弹道，导弹是沿着大气层内外作跳跃式前进；二是钱学森弹道，导弹是在大气层内作跳跃式前进。

  （下降段）受气动力学控制飞行器先升至大气层外预定最高点，然后下降再入大气层

  （上拉段）不同于弹道导弹的抛物线弹道，飞行器先下降后上拉，然后过渡到滑翔段

  （滑翔段）滑翔速度大于1哩（英里）/秒，并以飘忽不定（erratically）的机动方式飞行，以躲避反导雷达的追踪

  读者在研究图1时请注意二点：一是在滑翔段，它的速度大于1哩/秒，大约相当于马赫数6左右。图注还强调，它是以飘忽不定（erratically）的机动方式飞行。二是注意导弹轨迹具有上拉段（Pull-up phase），是助推-滑翔体制的特点之一，它可使滑翔飞行轨迹具有更大机动性。2019年7月间，朝鲜发射型号不明的短程导弹。美韩根据其飞行速度大于5倍声速，且存在上拉段，判断它为高超声速导弹。

  如果是巡航体制，导弹自己有动力，所以可按照设定的程序依靠不同方向的喷嘴或舵机作矢量机动飞行（如S形或螺旋形轨道前进，其机动过载可达20g以上）。当然还要兼顾飞行稳定性和可操纵性。所以一些专家学者觉得，高超声速导弹之所以难以拦截，与其说是因为其极高的速度，倒不如说是因为其具备诡异莫测的变轨飞行能力。

  解读：地面反导系统有无拦截高超声速导弹的能力，最主要根据两大因素：一是雷达有无跟踪、锁定高速以及机动飞行目标的能力；二是拦截弹有无高于目标的机动过载能力。

  这也是个误区，理由很简单，那就是有矛必有盾。矛和盾（攻击和防御武器）从来就是相生相克的。不会有所谓的“终极武器”，不管是矛还是盾，它都会有自身软肋。譬如“匕首”导弹，尽管俄罗斯领导人亲自出面说它可以穿透当今世界任何一种防御系统，但国内外一些专家还是有根有据地指出了它的一些软肋。从图2来看，“匕首”其实是一枚从俄制“伊斯坎德尔-M”战术弹道导弹发展而来的“空射型弹道导弹”；它的大部分飞行时间和弹道导弹一样（弹道可预测），只在飞行末端依靠弹体尾部几片小鳍片作了一点对准目标的机动飞行。但其机动性与再入的弹道导弹弹头的机动性相比，水平并无多大差别。但它也算不上是巡航导弹体制，因为它靠飞机射出后获得初速（最大可至米格的极速，约马赫数2.8），之后启动导弹自身的发动机（注意是一般的固体发动机，不是冲压发动机）继续加速飞行，而不是作滑翔飞行或巡航飞行。所以在“匕首”的飞行末端，肯定有一段速度已下降而又不能显示多大机动飞行能力的时间，地面防御系统方如果能利用好这个“软肋时间”，就非常有可能大幅度提升拦截的成功概率。前一时期，乌军声称用“爱国者”导弹系统拦截了“匕首”导弹，从原理上讲是存在这种可能性的。

  当然，“盾”的方面也会存在软肋，美俄的反导拦截系统都有其各自的问题，易被“矛”方抓住突破，此间不再展开探讨，如果读者有兴趣，我可以单独整理成文。

  误区之三：军事大国目前对如何防御高超声速导弹，基本上“束手无策”，看不到有效的解决方案和发展前景。

  解读：当前，美军认为最有希望拦截高超声速导弹的武器系统,是具有JEON（联合应急作战需求）能力的“萨德”系统叠加“爱国者-3”。

  大国对高超声速导弹防御没有有效的应对策略，这个认识实际上也是有误的。当前，几个军事大国都在紧锣密鼓、不遗余力地开发反导武器系统。尤其是美国，吸取了过去发展反导大系统GMD受挫折的经验教训（因试验拦截成功率太低，被美国人民斥为“烧钱工程”），所以行事和宣传都比较低调，但实际上一刻也没有放松，可以让我们注意。

  综观美国导弹防御局（MDA）和一些智库们的设想，对高超声速武器的防御方案分目前发展和远景设想，两方面并头进行。远的方面，专家们有共识，利用低轨卫星的天基反导是个比较理想的方案。不过它耗资巨大，技术上也不太成熟，还得一步步来。据报道，2022年7月18日，美国国防部宣布将先期拨款25亿美元筹建卫星网（以及地面设备），明确说明用以侦察和跟踪中俄的高超声速武器。首批发28颗试验卫星。正式建网需大量低轨卫星，分几层覆盖整个地球上空。美国的智库纷纷设想充分的利用民营商业卫星网的资源来解决经费问题，Space X公司的星链自然是首要考虑的对象。

  但这还只是第一阶段，其最终目标是建成一个察打一体的“天基反导大系统”，即不仅能侦察，跟踪，还可以直接拦截中俄的高超声速武器。当然这只是远景设想，至少在近期内没办法实现。根本原因之一是星载激光（或微波）武器的功率离摧毁一枚弹道导弹还有很大距离。

  至于当前，美军认为最有希望拦截高超声速导弹的武器,是具有JEON（联合应急作战需求）能力的“萨德”+“爱国者-3”系统。

  “萨德”系统主要负责高层防御（拦截高度为40-150千米），“爱国者”主要负责低层防御（拦截高度为15-40千米）。有必要注意一下的是，从2018年起，美国防御局MDA提出并启动“萨德”和“爱国者-3”联合作战的JEON（联合应急作战需求）项目的实验。目的是使“爱国者-3”具备和“萨德”共享信息和互操作性的能力，可在较远距离早早发现目标，使“爱国者”提早进入备战状态，增加拦截成功率。试验论证，经JEON措施后的“萨德”+爱国者-3，就能在末端防御中有3次拦截机会。MDA的智库们认为，多次拦截将大幅度的提升对高超声速导弹的拦截成功率。起到1+1大于2的作用。（国内一些媒体尚未注意到JEON的作用和重要性）

  韩国对这种防御方案最感兴趣。据外国媒体报道，从2022年起，驻韩美军和韩军曾一起对“萨德”和“爱国者”系统来进行过多次JEON联试，取得成功。不仅如此，韩国最近为了应对朝鲜方面高超声速武器的加快速度进行发展（朝鲜于2021年9月宣布成功试射“火星-8”高超声速导弹），正在花巨资打造韩国版的高超声速导弹拦截系统。韩国现在正在研制的L-SAM反导系统，据报道已于本月（6月）初试射成功（四次试射，三次成功；拦截弹采用KKV动能碰撞技术），射程为150千米左右，拦截高度为40-100千米，仍嫌指标较低。韩方决定现在就启动在这一原型基础上进一步升级改进的L-SAM-2；预计其射程（200千米）、拦截高度（40-150千米）指标非常接近于“萨德”，因此韩国自诩其为“韩版萨德”。韩军方设想，一旦它服役，就能构成韩国版的多层次反高超声速导弹的防御系统，如图3。其中L-SAM-2和“标准-3”舰空导弹系统（或“萨德”系统）一起负责拦截高度40-150千米和更高的来袭导弹；L-SAM负责拦截40-70千米高度的导弹；美制“爱国者-3”或韩制M-SAM-2“天弓”防空导弹系统负责拦截高度15-40千米甚至更低的导弹。整个大系统将被赋予JEON联合作战能力。由此可见美韩对高超声速导弹防御系统的思路都是：多层次拦截再加上JEON。据韩国自称，它的这个系统一旦完成并投入战斗，将是世界上第一（或首款）高超声速导弹防御系统。

  郭衍莹，1957年参加航天部创建工作，曾在航天部一、二院担任研究室主任，总设计师，副总工程师，研究所技术顾问等职。职称研究员（已退休），曾被评为“航天部有突出贡献专家”和“国务院特殊津贴专家”。