2022年3月21日 星期一

高超音速武器發展狀況

 

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高超音速武器是利用高超音速飛行原理加以武器化的飛彈,可以在較低預算中達到天基動能武器的類似效果。這種武器早在第二次世界大戰德國科學家桑格爾就提出構想,不過當時的目標是在高層大氣中滑行,這一種「銀鳥」空天轟炸機航程很長,可用於跨大西洋轟炸美國。之後中國科學家錢學森也在他的研究之上又提出新理論,稱為「錢學森彈道」,認為有可能有一種物體能在極音速持續滑翔飛行。然而當時的科技無法達成這些構想所以長時間都是紙上理論。

冷戰彈道飛彈成為主流,這種超高速滑翔武器於是較少被提及。可是反導技術在80年代開始被發展,於是高速機動飛行的特性使得高超音速再次被注意,在2010年後由於技術逐漸成熟成為國際軍事界熱點議題,其巨大優勢是飛行速度極快導致目前的任何型態反導彈攔截系統都無效,雖然有理論認為光速雷射武器有可能攔截,但目前雷射武器在大氣層中威力弱小射程短,純粹在理論階段。另一優勢在於超高速度的動能物體自身打中目標時就能引發巨大毀滅性,甚至不需搭載火藥彈頭。

武器分為兩類[1]

  • 高超音速滑翔飛行器(Hypersonic Glide Vehicle,HGV) 速度極快由載具射到大氣層外或邊緣施放,利用地心引力和自身發動機加速衝向地表,同時做出滑翔機動對準目標,理論能突破10馬赫速度。
  • 高超音速巡弋飛彈(Hypersonic Cruise Missile,HCM)大氣層內發射的較廉價飛彈,類似傳統巡弋飛彈的運作方式,但利用高超音速飛行設計也能達到6點多馬赫。

目前只有五國有計畫在研製,而俄羅斯更是宣稱自己是世界上唯一部署高超音速武器的國家[2]。武器類型方面,印度採用與俄國合作分擔經費的共享方式研製HCM型。因此HGV型只有中美在研發,中國至2017年為止已經七次試射成功,且國際戰略界相信曝光於閱兵中的東風-ZF型飛彈就是實戰化的HGV武器,已經居於服役階段[3]

發展狀況[編輯]

美國[編輯]

美國NASA的「Hyper-X」極超音速飛行計畫從1990年代開始,首先波音製造了X-43試驗機,使用獨特的超音速燃燒衝壓發動機(Scramjet)作為動力,這種動力系統屬於內燃機的一種,與傳統高速飛行時所使用的火箭引擎不同,是從大氣中吸入空氣燃燒。必須由飛機攜帶先達到超音速狀態才能引擎點火發射,以B-52同溫層堡壘戰略轟炸機改裝機攜帶飛至高空後,點燃連結在X-43A上的飛馬座火箭(Pegasus Booster,原本是作為反低軌道人造衛星飛彈用的推進系統)將X-43A推進到超音速的狀態後,再點燃自身的超音速衝壓發動機進行極音速飛行。[4]

之後美國波音公司建立了第二種飛行器X-51乘波者試驗機,採用壓縮升力外型設計,該試驗機共試射四次,其中兩次成功、兩次失敗墜毀,該試驗機在試射時的最高速度為5.1馬赫[5]

2020年3月,美國國防部宣佈成功試射一枚未搭載武器的高超音速導彈[6]

俄國與印度[編輯]

布拉莫斯2型巡弋飛彈2013年展出的模型

印度與俄國合作分擔經費的共享方式研製HCM型,成果就是布拉莫斯2型巡弋飛彈,2010年有消息指出原型試射了一次成功,射程290公里。但中國二炮指揮學院教授邵永靈大校認為,布拉莫斯-2僅能說是研發階段,但是沒有研發成功所以遲遲未有量產消息,俄國自身也沒有意圖裝備的消息,其實布拉莫斯1型的傳統反艦飛彈當初研發成功後俄國自身也沒有列裝,可能有未知的問題存在。[7][8]

2019年12月24日,俄羅斯總統普京稱,該國已經成為世界上唯一部署高超音速武器的國家[2]。同月27日,俄羅斯國防部長謝爾蓋·紹伊古表示首批高超音速導彈先鋒已於服役狀態[9]。截至2021年8月,俄羅斯共披露四款高超音速武器,分別為「先鋒」「匕首」「鋯石」和正處於研發階段的Kh-95新型遠程高超音速飛彈[10]

中國[編輯]

中國人民解放軍火箭軍對於超高音速武器研製多少年外界不得而知,然而2014年美國探測到一枚彈道飛彈運載的HGV武器試射訊號,將其取名為WU-14高超音速飛行器(約10倍音速)。2014年1月15日,中國國防部證實了這一消息。[11]目前戰略界認知該武器已經實戰化,中國至2017年為止已經七次試射成功,懷疑曝光的DF-ZF型東風飛彈就是裝備高超音速彈頭的型號。[12]分析人士認為中國也可能先將WU-14高超音速飛行器用於戰術目的,比如配置在東風-21D反艦飛彈上面作為彈頭,對付可移動的航空母艦,遠期目標是對付美國的飛彈防禦網,美國的反彈道飛彈(RIM-161飛彈)很可能根本無法攔截這一武器。[13] [14]

2017年10月,中國中央電視台播出的特別節目《還看今朝─喜迎十九大》中介紹了一款JF12激波風洞測試裝置,其內文說明表示該風洞2008年就已經建造,可以吹出9馬赫模擬風,溫度可達攝氏3000度左右,完全模擬高超音速狀態超過美國的7馬赫風洞位居世界第一,同時畫面中出現一款非常類似坊間流傳WU-14外型的模型正在洞中測試,按照以往慣例已經非機密階段的東西才會對大眾公布,所以強化了外界判斷中國可能已經將高超音速武器量產並實戰化。[15][16]2017年底美國國家利益月刊發布消息,11月份偵測到多次中國試射高超音速武器,美方判斷名為「東風-17」中程彈道飛彈,射程約2千公里,末段彈頭為高超音速滑翔體,無法被任何現有攔截科技攔下,可能為軍事史上第一款實戰化的高超音速武器。[17]

2018年四月一次公開的夜間試射又一種不明型號高超音速武器,北京周邊等十多省份皆可目視看到一枚俯衝彈道。[18]八月份再次試射後官方報導公布武器名為「星空-2」,此高超音速武器為「乘波體」型已經處於量產前的工程樣機,升空方式為火箭發射[19]

2019年10月1日,中華人民共和國成立70周年國慶閱兵式上,東風-17彈道飛彈公開亮相,其高超音速彈頭令人驚嘆。東風-17射程介於1,800至2,500公里,是專門用於攻擊先進飛彈防禦系統的飛彈,也是全球首款搭載高超音速彈頭的彈道飛彈。另外,在飛彈方隊中,長劍-100巡弋飛彈也是首次公開。該飛彈性能較長劍-10A更強,被指亦使用高超音速技術。

2021年10月,據英國《金融時報》報導稱[20]:「中國在今年8月測試過一枚可攜帶核彈頭的在軌超高音速飛彈,飛彈最終落在偏離目標約32公里處。」報導稱:「中國在超高音速武器發展方面的進展令美國情報部門感到措手不及[21]」、「今年8月中國試射了一枚可搭載核彈頭的高超音速滑翔飛行器,但和以往彈道飛彈不同的是,它在飛向目標之前,先在近地軌道空間進行環繞地球飛行,隨後再重返大氣層,最終戰鬥部落在距標靶20多英里處[22]。」對此,美國國防部感到十分震驚,並表示「此次試驗表明,中國在高超音速武器方面取得了驚人進展,中國的高超音速技術遠比美國認識到的先進。」

美國國防部一名知情人士承認:「我不知道中國人是怎麼做到的[23]。」美國總統拜登周三 (10月20日)在登上空軍一號前往賓夕法尼亞州時[24],被記者問及他是否對中國的高超音速飛彈感到擔憂,他說:「是的!」白宮發言人珍·莎琪同日接受記者採訪時表示,白宮已經通過「外交渠道」提出了對中國高超音速飛彈技術的擔憂。美國國防部長勞埃德·奧斯汀周一(18日)表示,華盛頓正在密切關注中國先進武器系統發展,但他拒絕直接評論有關北京測試了具有核能力的高超音速飛彈的報導,只表示華盛頓將繼續關注北京在軍事方面的挑戰[25]德國之聲中文網報導:美國參謀長聯席會議主席馬克·米利將軍在接受彭博電視"大衛魯賓斯坦秀"採訪時說,"我們看到的是一個非常重要的高超音速武器系統的測試事件。這非常令人擔憂。我不知道這是否是一個斯普特尼克時刻,但我認為非常接近。它吸引了我們的全部注意"[26]

朝鮮[編輯]

2021年9月,朝鮮首次試射高超音速飛彈[27]。2022年1月6日,朝鮮宣稱成功試射高超音速飛彈[28]。2022年1月11日,朝鮮再次宣布成功進行高超音速飛彈試射[29],飛彈以10馬赫的速度飛行大約700公里[30]

日本[編輯]

在2019年,日本放棄已經發展多年的ASM-3空艦飛彈,轉而發展飛行速率5馬赫以上的高超音速打擊導彈。

放棄花費10年以上開發的ASM-3之後,日本轉而瞄準更先進、突防能力更強的新型高超音速反艦/陸攻飛彈。此計畫由日本防衛省防衛裝備廳主導,主承包商是三菱重工;新型高超音速反艦陸攻飛彈的關鍵技術之一是雙模式超音速衝壓發動機,由防衛裝備廳和三菱重工合力開發,結合衝壓以及超音速燃燒衝壓技術,使飛彈能根據不同的任務需求而以不同的速率飛行,最大飛行速率可達5馬赫以上。防衛裝備廳表示,此種高超音速飛彈能在高高度以高超音速(5馬赫以上)航行與機動,使敵方難以防禦。此種新型飛彈可搭載穿甲彈頭來摧毀強固目標或敵方航空母艦的飛行甲板,或者搭載高密度高爆破片穿甲彈來大範圍殺傷敵人地面部隊。

參考文獻

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