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战略前沿技术

高超音速导弹对战略和联合作战的潜在破坏性影响

访问次数: 407 次    作者: 远望智库开源情报中心 忆竹 编译    发布时间: 2024-01-04

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10月12日,美国空军发射了洛克希德·马丁公司的AGM-183A空中发射快速反应武器(ARRW)。美国空军在一份声明中说:“这次测试发射了一枚完整的原型作战高超音速导弹,并专注于ARRW的端到端性能。”

“空军对这种新的尖端技术的能力获得了宝贵的新见解。虽然我们不会讨论具体的测试目标,但这次测试获得了宝贵的、独特的数据,旨在推进一系列计划,如ARRW和高超音速攻击巡航导弹(HACM)。”声明中明显没有提到ARRW是否达到了目标或实现了所有目标;尽管后来被空军部长Frank Kendall描述为一次“失败”,但一份关于ARRW 最近一次发射的声明包含了类似的措辞。

高超音速导弹

高超音速导弹的潜在广泛部署和使用会对战略和军事行动产生破坏性的发展吗?也就是说,竞争对手使用高超音速导弹是否会破坏美国国防部正在形成的全球和地区联合作战概念的基本假设,以及破坏广泛持有的关于战略稳定和如何遏制对美国最重要利益的威胁的信念?美国的高超音速导弹是否会破坏俄罗斯和中国作战概念背后的假设以及对威慑的信念,从而可能让美国军队增强现有的或获得新的作战优势?

关于美国、俄罗斯和中国发展和部署高速机动武器运载系统(通常称为高超音速导弹)对战争的影响,存在相互矛盾的说法。经常被大肆宣传和备受期待的高超音速导弹的技术前景提出了一些问题,这些问题触及了美国长期以来的作战和战略假设的核心。关于威慑、攻防平衡、基地和态势、指挥和控制(C2)的问题不太可能在项目办公室、实验室或试验场上被发现或分析。

为了更好地理解以高超音速导弹为特征的军事行动,在行政和立法部门讨论采购这种导弹的可承受性之前,美国防部应该发起一场实验运动,“一个发现新的军事作战概念和能力的过程。”军事实验的潜在目的是获得“指导对不确定未来决策的知识”。

与之相关的是,正如罗伯特·安奇万所指出的,新获得的知识可以降低获得新军事能力或利用现有能力开发新战术、技术和程序的风险。在缺乏有效的联合试验计划的情况下,未来的作战司令部将很可能面临找出如何在运营层面将新开发的服务功能整合在一起,以实现有效的统一行动。

为了支持这样一场战役,需要一个连贯的研究机构,试图了解三个主要军事竞争对手如何设想部署和使用高超音速导弹。

根据新的研究,军事演习应该成为探索高超音速导弹扩散影响的运动的先锋。这并不是说兵棋推演应该以牺牲其他实验工具为代价,而是说兵棋推演是识别和发展认知和分析框架的一种经济有效的方式,然后可以在更彻底和全面的分析中进行探索。

在缺乏以使用高超音速导弹为特征的战时经验或以理解高超音速导弹对战略和军事行动的可能影响为中心的实验活动的令人不安的证据的情况下,国防部和国会应该接受零假设:美国、俄罗斯和中国广泛部署和使用高超音速导弹不会产生与现存弹道导弹和巡航导弹不同的战略和作战效果。相应地,美国不应该把采购和部署高超音速导弹作为比其他导弹系统更高的优先事项。

背景

高超音速导弹有两个关键能力:以5.0马赫或以上的速度飞行,并在气动飞行中飞行至少一半的航程(即,作为飞机可以在偏航、俯仰和滚转的维度上旋转)。就个人而言,这些能力并不新奇;正是它们的结合使得高超音速导弹成为一种潜在的颠覆性创新。

关于高超音速导弹的讨论通常将它们分为两类:(1)高超音速滑翔飞行器(HGV);(2)高超音速巡航导弹。HGV使用传统的导弹助推器发射升空。当与助推器分离时,它们开始在没有发动机辅助的情况下在高层大气中滑行。高超音速巡航导弹由吸气式发动机提供动力。为了让这些导弹达到高超音速,设计师们一直在研究超燃冲压发动机——一种强化版的冲压发动机。在冲压式喷气发动机中,通过发动机的气流是亚音速的。在超燃冲压发动机中,空气以超音速流过发动机。

主要竞争对手和发展

美国、俄罗斯和中国正在开发HGV和高超音速巡航导弹技术。美国的研发工作正在寻找两种类型的高超音速导弹,它们可以从地面、海上或空中发射,并携带常规有效载荷。截至2020年底,根据公开的信息,美国有六条研制路线来开发高超音速导弹的作战原型:空军、陆军和海军各一条,国防部高级研究计划局(DARPA)三条。

空军的高超音速发展努力是AGM-183空中发射快速反应武器(ARRW),这是一种空中发射的HGV,旨在在10到12分钟内打击1600公里外的地面目标。2022年第一季度B-52H成为ARRW的主要发射平台。

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一架B-52H“同温层堡”垒战机从加利福尼亚州爱德华兹空军基地起飞,进行AGM-183A ARRW仪器测量飞行器的捕获携带飞行试验。

陆军的努力是远程高超音速武器。该导弹将使用与空军和海军相同的普通高超音速滑翔弹体,并将首先由地面发射的两级火箭助推。这种导弹的射程将超过2775公里,用于打击地面目标。海军的常规快速打击(CPS)系统使用普通高超音速滑翔弹体,配有潜射助推器系统。CPS系统可能在2028财年在弗吉尼亚级潜艇上实现初始作战能力,该潜艇带有有效载荷模块。它被设计用来对付地面目标。

与此同时,DARPA正致力于开发和演示关键技术,以实现未来的空中和地面发射的高超音速武器系统。与空军合作的一个系统是战术助推滑翔系统,它可能也与海军各种船只上的垂直发射系统兼容。DARPA的作战火力计划是另一项可能最终转移到陆军的努力。最后,高超音速吸气式武器概念(HAWC)是与美国空军联合开发的一种空射高超音速巡航导弹。考虑到HAWC相对于其他发展中的飞行器较小的尺寸,它可能与几个发射平台兼容。

与美国不同的是,中国和俄罗斯并没有宣布他们将放弃在其系统中部署核载荷。事实上,俄罗斯第一支装备Avangard HGV的SS-19洲际弹道导弹(ICBM)部队,配备核弹头,于2019年12月进入战斗值班。俄罗斯也在开发Tsirkon高超音速巡航导弹。这是一种舰载系统,可能能够打击地面目标和海军舰艇。

报告显示,中国有几个高超音速导弹项目。一种是地面发射的DF-17中程系统(飞行范围大约为1800~2500公里)设计用于携带HGV对抗地面目标。它可能已经开始运作了。第二个系统是东风-ZF HGV,它以前被称为WU-14。它可能有大约1930公里的射程。

中国还飞行测试了第三个系统,“星空-2”,它可能能够携带核载荷。与HGV设计相比,“星空-2”采用动力飞行,更像是高超音速巡航导弹设计。因为它通过自身的冲击波获得空气动力升力,“星空-2”可以被认为是一种混合动力。因为它通过自身的冲击波实现气动升力,“星空-2”可能被认为是一种混合高超音速导弹设计。最后,中国还可能部署洲际射程高超音速导弹来威胁美国本土,时任美国北方司令部和北美航空航天防御司令部司令的特伦斯·奥肖内西将军2020年初在国会作证时表示。然而,开源文献没有确定具体的洲际范围的高超音速飞行器计划。

关于高超音速武器的辩论

与机动亚音速巡航导弹和带有再入飞行器的非机动弹道导弹相比,高超音速导弹的能力将提高躲避探测和跟踪传感器、穿透对手的防空和导弹防御以及打击目标的能力。因此,高超音速导弹可能会在几乎没有警告的情况下打击目标,并让对手措手不及。事实上,参谋长联席会议副主席(美国战略司令部前司令)约翰·海顿将军曾表示,常规高超音速导弹可以“在其他力量不可用、被拒绝进入或不被优先考虑时,针对远程、防御和/或时间关键的威胁提供快速反应的远程打击选项。虽然常规高超音速武器不能替代核武器,但其独特的属性将增加传统的作战优势,并增强常规和战略威慑。”但是,相对于现存的作战优势和威慑概念,部署和使用高超音速导弹的影响究竟有多大呢?在辩论的一方,一名前国家安全委员会工作人员断言,“高超音速武器似乎终于准备好实现空中力量的承诺”——迅速、准确和不可阻挡地向对手的关键国家资产投放武器,以迫使其放弃战斗,而不使用地面部队,“事实证明,地面部队成本高昂,不受欢迎,通常无效。”迈克尔·格里芬将这一理论愿景扩展到美国战略中,他在2018年至2020年担任负责研究和工程的国防部副部长,他声称,在战争期间,有利于美国竞争对手的高超音速导弹的不对称可能导致美国不得不选择核升级,以阻止其对手实现他们的战争目标。他进一步指出,核对手可能会怀疑美国核威胁的可信度,以回应他们使用常规武装的高超音速导弹。这是冷战时期问题的新转折:美国会冒着核升级的风险,包括对本土的核升级,以回应在遥远战区的常规打击吗?

防御高超音速导弹

美国高超音速导弹的支持者和反对者预计,这项新技术将加剧防御者击落攻击者导弹的任务。与飞行的其他阶段相比,处于助推阶段的导弹(包括携带HGV的导弹)更容易被探测和跟踪。然而,助推段拦截要求防御方的传感器和拦截发射器位于攻击方的发射场附近。地理位置和A2/AD威胁的现状迄今为止已经排除了美国以其地面形式寻求这种拦截选择的可能性。因此,为了保护前沿部署的美军和地区基地免受导弹攻击,美军主要依靠在导弹飞行的中段(助推器燃尽和末段开始之间)和末段实施动能拦截,或称命中摧毁。甚至美国本土的导弹防御也依赖于中段动能拦截,它是为来自朝鲜和潜在的伊朗的有限洲际弹道导弹攻击而设计的。

规避机动是可用于攻击性导弹的最有效的防御突防特征之一。如果设计得当,即使所有其他防御系统元件都发挥了最佳性能,规避机动也可能使整个防御系统失效。

高速机动运载系统(如机动再入飞行器和高超音速导弹)可能会对动能导弹防御系统造成严重破坏。首先,在某些情况下,防御拦截器可能会在目标飞行器开始机动之前发射。如果机动足够大,目标飞行器可以完全机动到防御拦截器的拦截包线之外。第二,如果拦截是在目标飞行器机动时进行的,防御拦截器必须有机动能力战胜它。

由于与主动防御高超音速导弹相关的技术挑战,高超音速导弹的扩散可能会说服美国重新考虑其关于对手准备使用高超音速导弹进行进攻性打击的声明政策,特别是在远程高超音速导弹能够打击美国本土的情况下。例如,为了阻止攻击,美国可以宣布,如果检测到这种准备,那么美国军队将进行先发制人的打击,以防止高超音速导弹的发射。具有讽刺意味的是,这种方法的一个风险是,美国误判了对手活动的情报,并成为第一个在针对核对手国土的战争中使用高超音速导弹的竞争对手,从而打开了对美国国土进行报复的大门。根据有缺陷的情报评估对核对手采取行动的后果可能会阻止美国采取先发制人的攻击政策。

美国可以寻求针对高超音速导弹的潜在技术对策,而不是修改其政策,但它们并非没有缺点。导弹防御的一个选择是定向能武器(DEW)。为了成功地与携带核弹头的来袭高超音速导弹交战,防御者需要在最长时间内尽可能多地向目标发射能量。由于显而易见的原因,这意味着DEW必须尽可能远离被保护的资产,以最大化接触窗口。

因为目标导弹的表面被设计成能承受极高的温度,与飞机或低空飞行的亚音速巡航导弹相比,DEW可能需要更多的时间来接触目标。此外,大气条件可能会降低DEW在除最短射程以外的所有射程中的致命性,这进一步压缩了潜在的交战窗口。

电子战(EW)防御有可能成为主动防御问题的长期解决方案。例如,防御者需要知道目标飞行器的终端制导系统或装备、引信和发射系统中使用的频率。但是和DEW一样,电子战解决方案需要足够的时间来降解飞行器的子系统。

结论:塑造竞争对手选择的机会?

处于军事试验前线的军事演习,可以揭示高超音速导弹是否会破坏主要竞争对手战略和作战概念背后的假设。除非国防部建立一个军事演习活动(高超音速武器被认为是更大的军事活动的一部分)来调查高超音速导弹扩散的影响,否则国防分析在和平时期可能仍然不确定高超音速导弹对战斗人员的决策时间表、部队的生存能力和作战的其他方面的影响与传统弹道导弹和亚音速巡航导弹的影响相比有多大不同。

如果军事演习表明高超音速导弹可以在战争中产生破坏性影响,那么利用军事演习和其他实验工具分析它们在军事竞争中的作用可以帮助美国防部制定竞争战略。竞争战略旨在利用真实和潜在的军事力量,有目的地影响竞争对手的选择和相对低效的资源利用,从而在旷日持久的和平时期竞争中有利于美国的目标。

在国防部一级,竞争战略将强调美国的竞争优势领域,这些领域是持久的或可以“通过适当的研究和发展、投资、培训等而持久的”。此外,这一战略将关注“国防机构之间的互动”。作为互动的结果,竞争可能会持续几十年。

竞争战略将建立美国防部决定其对攻击性高超音速系统和相关防御的投资的界限和参数。它将阐述美国军方如何建立或保持相对于一个或多个竞争对手的优势。制定该战略需要情报部门集中收集和分析信息,以帮助国防部更好地了解竞争对手的决策过程、采购和原则;预测对手的反应和长期投资并形成竞争,以保持或增强美国的全球打击优势。


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