最近高超音速飞弹成为新闻焦点,从去年10月美国联席会议参谋长主席米利上将提出警讯,中国大陆试验的高超音速导弹,能躲避美国飞弹防御系统,已有弯道超车之势;到今年初北韩也加入试射;及至上个月俄国的匕首飞弹攻击乌克兰弹药库,高超音速飞弹第一次有了实战验证。
前中科院院长龚家政也向媒体表示,以前也发展过「高空」「超音速」飞弹。一字之差谬以千里,因为高超音速亦称极音速,意谓速度超过五倍音速,其面临的首要问题是烧蚀与热的管理,协和号超音速客机飞行速度两倍音速,其头部与机翼前缘温度约为100°C,但航空器增为6倍音速时,温度会增为1200°C,达10倍音速时,温度更增至5000°C;此时空气已解离、甚至电离具有热化学反应的不稳定流场。因此,在材料、冷却、推进、控制、导航(因热障无法接收GPS等卫星导航讯息)上都需要最尖端的科技。
目前高超音速飞弹有两类,一为由弹道飞弹推至大气层外再返回的滑翔乘波载具,一为使用「超燃衝压发动机」的巡弋飞弹。滑翔乘波载具没有推进,但要小型火箭向量推进导控,维持不规则弹道、以高速动量衝击目标,技术攻关并不容易。俄罗斯的匕首、对岸的东风-17都属此类。
高超音速巡弋飞弹技术含量就更高,发动机需要超音速燃烧,比在颱风中点根火柴还要困难,气流于燃烧室中的驻留时间仅允许在几毫秒甚至1毫秒的时间内完成,且需使用吸热的液态超低温燃料(如氢或碳氢)。俄罗斯的锆石反舰飞弹据判属于此类。
美国很早就在研发上述两类飞弹,但至今尚无成品,所以急着与英、澳在三边安全伙伴关系中,将高超音速武器纳入其军事技术合作范围之中。
高超音速飞弹的研发需要庞大复杂的风洞,数值模拟仿真困难。滑翔乘波载具等于是弹道飞弹俱乐部国家的专属,超音速燃烧要达成远距,美国到现在仍在演示验证阶段。以台湾目前的软硬体实力,若要发展,投入的财力可观,风险亦高。
高超音速飞弹之所以受到重视,就是可穿透美国无论短程、长程的弹道飞弹防御系统。以东风-17为例,射程能涵盖第1和第2岛链间的大部分海域,配合其他如东风21D飞弹,对美国航母产生「拒止、反介入」的吓阻效果。
2017年,美国飞弹防御局开始制定高超音速飞弹防御计画,针对滑翔乘波载具、天基感测器及关岛重点防御编列研发预算。2018年开展系统概念定义研究,包括动能/非动能拦截(包括镭射、电磁等武器)、陆基/空基/天基拦截、助推段/终段拦截等方案。但是要在低地球轨道部署数百颗小型卫星进行飞弹预警和追踪,发展「滑翔破坏者」远超过子弹的速度拦截另一颗高超音速子弹,防御「杀伤链」的达成实不容乐观。美国对洲际弹道飞弹的防御能力本就有限,再对高超音速飞弹防御另起炉灶可能性委实不高,但对于美国一直凭恃的海上武装力量,却是一个不可忽视的新威胁。
(作者为开南大学空运管理系副教授)
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