不斷追求更高的速度一直以來都是航空和火箭推進系統(tǒng)發(fā)展的驅(qū)動力。對大氣層內(nèi)達(dá)到不小于5馬赫速度的需求日益增長，這導(dǎo)致圍繞高超聲速飛行產(chǎn)生了多種新增的和創(chuàng)新性的解決方案。

高超聲速技術(shù)早期嘗試

西方高超聲速專家主要以美國航空航天局（NASA）的X-15北美研究飛機為例展開研究，該飛機配置火箭發(fā)動機，而且早在1960年代就經(jīng)常達(dá)到高超聲速。但正是由于其應(yīng)用性質(zhì)，它并不是應(yīng)用于高超聲速飛行的一種有發(fā)展前途的長期解決方案。據(jù)信，到目前為止，沒有任何一架軍用飛機或無人駕駛飛行器實現(xiàn)過高超聲速飛行。

B-52轟炸機機翼下掛載的美國航空航天局X-15研究飛機

美國在1986年啟動了一項雄心勃勃的計劃，旨在開發(fā)國家航空航天飛機（NationalAeroSpacePlane，NASP），即一種能夠進入近地軌道的單級航天飛機（SSTO）。根據(jù)當(dāng)時的計劃，羅克韋爾公司的X-30被選定為先進技術(shù)演示項目，由一個內(nèi)置式高超聲速沖壓空氣噴氣發(fā)動機提供動力，發(fā)動機的燃料為液氫。

當(dāng)時蘇聯(lián)與之對應(yīng)的是圖波列夫設(shè)計局開發(fā)的圖-2000。建議為其配備一個不太復(fù)雜的推進系統(tǒng)，該系統(tǒng)由四個渦輪噴氣發(fā)動機、一個沖壓式噴氣發(fā)動機和兩個液體火箭發(fā)動機結(jié)合為一體。這些計劃都沒有制造原型飛機。NASP和圖-2000都在1993年終止。

這張來自美國空軍研究實驗室的圖顯示了一個典型的高超聲速沖壓空氣噴氣發(fā)動機的布局以及在超聲速氣流中保持燃燒的復(fù)雜性

高超聲速導(dǎo)彈

可見，就目前而言，只有導(dǎo)彈可以完成高超聲速飛行。這種水平的性能并不新鮮，大約80年前希特勒德國制造的A-4（V-2，及由其衍生的“瀑布”-2）彈道導(dǎo)彈就已實現(xiàn)接近5馬赫速度。俄羅斯聲稱2022年3月、4月和5月用高超聲速武器攻擊了烏克蘭的多個目標(biāo)，西方消息來源指出，俄羅斯使用了Kh-47M2“匕首”空射近程彈道導(dǎo)彈（該導(dǎo)彈就是9K720“伊斯坎德爾”陸基導(dǎo)彈的一個版本，或根據(jù)北約分類的SS-26STONE導(dǎo)彈）。他們認(rèn)為，“匕首”具有與陸基武器相同的推進系統(tǒng)和有效載荷。

雖然大多數(shù)彈道導(dǎo)彈可以加速到高超聲速，但依然是沿著可預(yù)測的彈道飛行。新一代高超聲速武器將高速與中后飛行段機動能力結(jié)合在一起。這使其能夠飛得足夠低，不按照可預(yù)測的軌跡飛行，并加速到高速，以避免被導(dǎo)彈防御裝備擊中。

高超聲速滑翔器

現(xiàn)有的高超聲速導(dǎo)彈主要有兩種形式。較為簡單的一種形式是在一個單級或多級火箭助推器上安裝一個或多個無控式高超聲速滑翔器（HypersonicGlide Vehicles， HGV）。第二種，也是更為復(fù)雜的一種武器是具有噴氣式推進系統(tǒng)的高超聲速巡航導(dǎo)彈（HypersonicCruise Missile， HCM）。

顧名思義，HGV的動力全部來自于火箭發(fā)動機傳遞的初始沖力。一旦沖力完結(jié)，HGV就開始轉(zhuǎn)入滑行（滑翔）階段。通常情況下，HGV在大約50km至100km以上高度從運載火箭上被拋射出去。在測定好準(zhǔn)確的高度、速度和航跡角后，HGV在大氣高層內(nèi)滑行，直至到達(dá)其目標(biāo)。

HGV的空氣動力外形被制造成在稀薄大氣層內(nèi)實施機動的情況下，其所產(chǎn)生的升力等于或略大于其重量。由于受到迎面阻力的作用，其能量開始耗散，逐漸失去速度，飛行高度也緩慢下降，隨著空氣密度的增大便能夠保持所需的升力。

如果需要達(dá)到極限飛行距離，可以在HGV上安裝一個小型火箭發(fā)動機或其他推進系統(tǒng)。它們可以最大限度地減小迎面阻力造成的速度損失，并確保實現(xiàn)更高程度的定向或方向控制。在這些附加能力、增加的質(zhì)量和滑翔器結(jié)構(gòu)之間不可避免地要做出權(quán)衡。

根據(jù)西方信息源的說法，“俄羅斯‘先鋒’滑翔裝置可以說是此類系統(tǒng)達(dá)到高超聲速飛行的一種最簡單的方法”，也就是在現(xiàn)有的彈道導(dǎo)彈上安裝一個或多個這樣的裝置作為有效載荷。據(jù)報道，“先鋒”最初被命名為Yu-71和Yu-74，于2015年或2016年開始飛行測試。在早期測試中，該裝置被安裝在UR-100UTTH（SS-19Mod 3STILETTO）洲際彈道導(dǎo)彈上，從奧倫堡州的一個基地完成發(fā)射。2016年10月，從同一個發(fā)射場發(fā)射了R-36M2重型洲際彈道導(dǎo)彈（SS-18Mod 5SATAN）。據(jù)稱這是第一次完全成功的測試。

圖中：①發(fā)射；②助推級分離后進入太空；③滑翔裝置分離；④滑翔裝置朝目標(biāo)方向飛行，實施大縱深機動——在數(shù)千千米內(nèi)實施側(cè)向機動和高度范圍機動，這使滑翔器不易被任何反導(dǎo)和防空系統(tǒng)摧毀；⑤擊中目標(biāo)。

配置“先鋒”滑翔裝置的“薩爾馬特”導(dǎo)彈系統(tǒng)

“先鋒”滑翔器長5.4m，重約2000kg，可攜帶核彈頭或常規(guī)彈頭。它被用作UR-100UTTH、R-36M2和新型RS-28“薩爾馬特”這幾型洲際彈道導(dǎo)彈的分導(dǎo)式多彈頭（MIRV）有效載荷。根據(jù)西方的推測，盡管“先鋒”沒有任何獨立的推進系統(tǒng)，但它能夠進行突然的水平和垂直規(guī)避機動。該滑翔器以大約20~27馬赫的速度接近目標(biāo)。

使用現(xiàn)有的彈道導(dǎo)彈作為HGV有效載荷的助推器可能是一種最簡單的工程解決方案，它可以在必要時改造導(dǎo)彈使其發(fā)揮新的作用。朝鮮在2021年9月對一個高超聲速有效載荷進行了飛行測試。據(jù)推測，它使用類似韓國HWASONG-12中程彈道導(dǎo)彈的縮短版發(fā)射。

審核編輯 ：李倩