弹道上的舞者：高超声速导弹有何来头？

刘纾骅

6月6日，伊朗德黑兰，高超声速导弹“法塔赫”在揭幕仪式上亮相

当地时间6月6日，伊朗高调发布该国首款高超声速导弹“法塔赫”（征服者），伊朗总统易卜拉欣·莱希及伊斯兰革命卫队总司令侯赛因·萨拉米等高官现身发布会。

根据伊方公布的数据，法塔赫射程为1400千米，最大速度达15马赫，“可于400秒内打击以色列境内目标”。

2022年11月，于2011年在导弹基地爆炸事件中罹难的“伊朗导弹之父”哈桑·穆加达姆的纪念仪式上，伊方宣布高超声速导弹研制成功。今年5月，伊朗首次宣布一款高超声速导弹已通过所有测试，将很快正式亮相。

该导弹“可以突破任何反导防御系统”，“要到几十年后，人类才有可能研制出可拦截它的反导系统”。由于国际舆论普遍认为，穆加达姆的死亡与以色列有关，法塔赫针对的反导系统，大概率为以色列的“铁穹”，及近期在俄乌战场大出风头的“爱国者”。“法塔赫”的面世，使伊朗正式加入了“高超声速俱乐部”。

“高空打水漂”

高超声速导弹是近年诸军事大国竞逐的新赛道，也是军事领域受到高频瞩目的话题。“高超声速导弹”是个易于混淆的概念—并非某段弹道速度超过5马赫的导弹都是高超音速导弹，它在弹道与发动机等范畴，与常规弹道导弹有着较大区别。高超声速导弹技术并非近年的产物，它的出现经历了漫长的技术积累。

早在上世纪三四十年代，德国工程师们在研究重型火炮射程时，发现采用特殊构型的箭型炮弹，可以命中远超普通圆锥形炮弹射程的目标。他们发现，箭型炮弹处于弹道抛物线顶点时，弹头可与前进方向呈迎角，挤压前方的大气—大气为弹头提供了额外的升力，类似以扁石打水漂，使弹头以跳跃的方式前进，大幅增加了射程。

二战之前，由于战争需要，德军委派顶级火箭专家冯·布劳恩团队进行了“A”系列火箭的开发，其中部分型号（A-4B、A9）的气动布局，已初步具备高超音速导弹的雏形，它们最早采用了“助推—跳跃”式弹道设计。

1941年，德国军方对美国参战的可能性进行了缜密评估后，决定开发一款可自欧洲起飞、跨洲袭击美国本土的轰炸机作为战略武器。飞行器专家尤金·桑格尔加入了该“美国轰炸机”项目。

并非某段弹道速度超过5马赫的导弹都是高超音速导弹。

6月7日，伊朗德黑兰，“法塔赫”导弹的巨型海报

尤金·桑格尔等人设计的飞机“银鸟”

桑格尔与其未婚妻布蕾特等专家设计了一种充满了超前奇思妙想的飞机“银鸟”：“银鸟”拟由火箭推进器驱动，采用滑橇起落架在长达3千米的滑轨上起飞，当爬升至亚轨道高度（约145千米）后停机下降，穿入大气层后调整仰角，使機体被空气阻力弹出，连续以“打水漂”的形式越过大西洋，在美国本土投弹后，还可越过太平洋，在日控亚洲某地或日本降落，总航程达到史无前例的2万千米以上。

虽然由于技术原因，“银鸟”最终止步于设计稿及模型机，但它的科幻式设计令桑格尔声名鹊起。战后，他成为世界宇航学会首任主席，毕生致力于宇航事业，“助推—跳跃”式弹道，也被普遍称为“桑格尔弹道”。

钱学森弹道：自由滑翔

1945年5月2日，美军44步兵师在巴伐利亚山区抓获了一名俘虏，他对审讯自己的亚裔陆军航空兵上校说：“我的哥哥是发明V-2火箭的沃纳·冯·布莱恩，我们决定向贵军投降。”在这位马格努斯·冯·布莱恩的帮助下，亚裔上校在德国加尔米施-帕滕基兴寻获了那位未来的“现代航天之父”，并火速将其转移到慕尼黑，最终运往美国。这位立下大功的上校名叫钱学森。

这一抢在苏联之前招募德国专家，继承纳粹科技遗产的计划，被称作“回形针行动”。时任美国喷气推进实验室火箭组组长的钱学森，在行动中起了重要作用。

携带“匕首”导弹的米格-3 1I战斗机

美国大量吸收纳粹科学家后，火箭及航天事业得以在雄厚基础上，走上发展的快车道。钱学森于1949年回归母校加州理工学院任教，继续进行动力学研究。他提出过一种自纽约直飞巴黎的空天飞机设计：该飞机由火箭推进器驱动至大气层外；再入大气层后，采用气动滑翔方式飞向目标，飞行轨迹并非传统抛物线，进入大气层后可自行变轨。此种“助推—滑翔”型轨道，在中国被称为“钱学森弹道”。

“矛”与“盾”的你追我赶

虽然两种弹道的理论已被提出，却并未受到军事强国较高重视。未能迅速发展出高超声速武器，除了当时科技水平未臻高超外，也与各国反导水平较低、弹道导弹命中率高有关。

冷战期间，北约、华约两大阵营部署的足以毁灭地表的战略核武器群，如同头顶高悬的达摩克利斯剑，令彼此投鼠忌器。为此，双方均开始研究反导系统，以期在核战争中减少损失。

“银鸟”最终止步于设计稿及模型机，但它的科幻式设计令桑格尔声名鹊起。

为了针对以抛物线运行的弹道导弹，美苏在冷战中相继研制了多种反导系统，如美国的“奈基—宙斯”“斯普林特”“斯帕坦”等反导导弹；苏联的S-200“织女星”、A-35“橡皮套鞋”反导系统等。

早期反导技术主要使用小当量核武器，在对方导弹飞行末段进行拦截，可称杀敌一千、自损三百的模式。对此，战略导弹也发展了多弹头及末端弹道变轨等技术反制。在海湾战争时，MIM-104“爱国者”反导系统对伊军多枚“飞毛腿”导弹精准拦截的高光表现，使各军事强国意识到，常规导弹技术升级刻不容缓。于是，高超声速导弹项目密集启动。

最早在高超声速武器领域取得突破的，不出意外，是军事领域投入全球第一的美国。上世纪90年代，美国就开启了高超声速飞行器的项目，并在2004年成功试射了以9.7马赫，创下当时吉尼斯人造飞行器最高速度纪录的X-43飞行器。

次年，X-51A高超声速飞行器也被设计成功；2013年，X-51A创造了240秒内保持5马赫速度飞行的新纪录。这两款飞行器均采用了乘波体构型和冲压发动机。

上平下尖的乘波体构型，是部分高超声速飞行器极具代表性的外观。它曾在上世纪60年代被运用到XB-70“女武神”轰炸机项目，后项目终止，在超高声速飞行器项目中重新得到启用。乘波体构型利用下表面的尖锐部分压缩空气产生激波，激波为飞行器提供了升力，所以这种构型被称为“乘波体”。

而冲压发动机则被称作继螺旋桨及喷气式引擎后的第三次航空革命，是发展高超声速飞行器绕不开的核心技术，它可使燃料在超声速气流中燃烧。在使用液态氢燃料时，搭载其的飞行器飞行速度最高可达到25马赫左右。上述这两款导弹属于高超声速武器中的“冲压弹”（HCM），也可称为高超声速巡航导弹。2020年，由于技术原因，项目宣告终止。

以色列拉斐尔公司开发出名为“空天音速”（Sky Sonic）的反导系统

美国同时也在研发AGM-183A“箭”、HAWC“鹰”、LRHW等项目，这几款导弹属于滑翔式高超声速导弹（HGV）范畴，通过空射，陆上机动发射等方式试验，但项目进展普遍不够顺利，甚至无奈下马。

在高超声速导弹武器装备速度上，美军被俄军的“先锋”“锆石”和中国人民解放军的“东风17”“东风21”大大领先。在2021年，朝鲜宣布高超声速武器“火星-8”试射成功。美国在2023年终于公告，提前正式部署了“LRHW”高超声速导弹系统，抢在朝鲜之前，成为第3个正式列装高超声速导弹的国家。

2023年6月21日，据美國《防务新闻》消息，美军于该月17日成功试验了新款高超声速武器MACH-TB。此款新式武器是否可以一扫之前类似项目的颓势？全世界拭目以待。

“匕首”刺不进“爱国者”？

在俄乌冲突陷入僵局后，俄罗斯开始寻求以科技优势破局。2022年3月19日，俄军发射1枚Kh-47M2“匕首”高超声速导弹，成功击毁乌军的大型弹药库，这也是高超声速武器的首次实战。冲突至今，“匕首”导弹以米格-31I战斗机为载具，多次攻击乌境内的目标。

“匕首”导弹可以称为高超声速导弹的入门款，它采用相对基础的双锥体构型，最高速度为10马赫。俄罗斯总统普京曾称，“匕首”无法被任何反导系统击落。

2023年5月，乌军宣称使用“爱国者”防空系统成功拦截了多枚“匕首”。俄方对此未做正面回应，只宣称“匕首”击毁一套“爱国者”，真相再次扑朔迷离。由于“匕首”导弹的基本技术来自前身“伊斯坎德尔”导弹，其原始设计并非高超声速导弹，在先进程度上不及“先锋”“锆石”。

对俄军来说，如果较低端的“匕首”确实被击落，似乎也并非全然无法接受，反而有了亡羊补牢、改进技术的机会；而对乌军来说，击落敌方最先进武器之一，无疑可以极大提振士气。

在伊朗发布法塔赫后不久，以色列在6月16日宣布，拉斐尔公司开发出名为“空天音速”（Sky Sonic）的反导系统。此系统拥有“独一无二的技术优势”，可发射速度达10马赫的拦截弹，于20—70千米高度拦截目前任何类型的高超声速导弹。

巴以冲突中，“铁穹”反导系统的出色表现证明，以色列的反导水平无疑可居世界前列。6月28日，法国也宣布成功发射以运载火箭为载具的高超音速滑翔飞行器VMAX。此次以色列针对伊朗的出招，强硬抛出“空天音速”系统，令军事观察家们惊呼“新格局下的矛盾大战已经展开”。

责任编辑吴阳煜 wyy@nfcmag.com