尤里安/美中軍備競賽:高超音速滑翔武器

▲目前美國三軍反彈道飛彈系統都是以對抗傳統彈道飛彈為主,缺乏攔截高超音速滑翔武器系統的能力。(圖/美國國防部)

▲目前美國三軍反彈道飛彈系統都是以對抗傳統彈道飛彈為主,缺乏攔截高超音速滑翔武器系統的能力。(圖/美國國防部)

●尤里安,現任軍事戰略評論員,淡江戰研所畢業。

隨著美、中西太平洋冷戰架構幾乎已成定局,雙方的戰略對抗態勢也不斷升高。雖然許多預設立場的學者和觀察家仍堅稱中美對抗實屬無稽之談,但從實務面的軍事部署和相關活動來看,要說中美對抗只是暫時性現象恐怕過於樂觀。

由於中國深知未來不論是按照前例採取隱而不宣的冷戰競逐模式,亦或是在東亞關鍵熱點爆發小規模高強度衝突,中國都必須面對和美國全球距外打擊能力上的巨大落差。而為了避免和前蘇聯一樣陷入軍備競賽的困境,中國也繼續上個世紀所提出的不對稱戰略方針,積極投入新一代全球距外打擊武器的研發,其中最引人矚目的就是超音速武器系列的研發。想當然爾,美軍對於中國作為絕無坐視不管的理由,因此挾其雄厚的航太發展基礎,也積極投入超音速武器的發展,讓原本在冷戰後因為預算和對抗局勢消弭而逐漸沉寂的戰略投射武器發展重新進入白熱化。

從天而降 全球距外戰術精確打擊新選擇

高超音速滑翔武器(HGV)的原理和概念並不新穎,早在第二次世界大戰末期就有德國科學家提出類似概念。而在冷戰時期美、蘇雙方也都進行過許多實驗,只不過受限於飛控計算能力和材料限制,美、蘇雙方後來都把主力放在能夠快速攻擊對方內陸目標的洲際彈道飛彈。

但是隨著反彈道飛彈能力逐漸實用,傳統彈道飛彈在終端彈道上幾無變化可能的老問題重新浮上檯面。雖然像是美軍的三叉戟D5彈道飛彈已經具有終端彈道調整能力,不僅能夠提供更多的戰術彈性,而且也增加反彈道飛彈的攔截難度,但問題是這並不能夠改變彈道飛彈在上升段和大氣圈外彈道飛行階段幾乎沒有機動能力的老問題,而新一代的反彈道飛彈系統早就已經具有攻擊大氣圈外彈道飛行階段的能力,這也是為何中、俄兩方對於美軍部署反彈道飛彈的反應愈來愈激烈的背後真正原因。

▲X-51高超音速飛行測試載具採用獨特的乘波(Wave Rider)設計,讓高超音速震波成為機體升力來源,進而縮減主翼面積需求。(圖/美國國防部)

▲X-51高超音速飛行測試載具採用獨特的乘波(Wave Rider)設計,讓高超音速震波成為機體升力來源,進而縮減主翼面積需求。(圖/美國國防部)

高超音速滑翔武器的操作方式和彈道飛彈最大的不同在於再突入階段,如前所述,彈道飛彈在上升段推進結束後就讓酬載進入慣性投射階段。但是高超音速滑翔武器在上升段推進器脫離之後,高超音速滑翔武器並非依照慣性彈道飛行,而是重新突入大氣開始極超音速滑翔。

根據設計目的和作戰需求不同,高超音速滑翔武器的最高飛行速度可達10至25馬赫不等。而且雖然名為高超音速滑翔武器,但在設計上為了增加飛操機動性,某些設計也會加裝小型推進發動機,特別是目前尚在研發中的超高音速衝壓發動機,不僅能夠讓高超音速滑翔武器的射程進一步延長,而且還能夠增加在終端彈道的機動性。這種加裝發動機的高超音速武器設計又被稱為戰術助推滑翔體(TBG),理論上將能夠達到和現有巡弋飛彈相近的命中精度。

由於高超音速滑翔武器的飛行彈道可進行一定程度的飛操,而且位於大氣層邊緣和上層,因此對於現有以攔截彈道飛彈彈頭為主要想定而設計的反彈道飛彈系統來說,將會變成難以對付的目標。過去彈道飛彈只要能夠由早期預警雷達或國防監視衛星偵知發射地點和射角、射向,就幾乎能夠十拿九穩地推算出大概的可能目標。但若是換成高超音速滑翔武器,可能涵蓋的攻擊範圍就會瞬間增加到數倍甚至是數十倍。這代表原本可執行區域反彈道飛彈任務的系統不僅會倍多力分,而且在攔截性能上也無法應付更為刁鑽的高超音速滑翔武器系統。

操作方式與限制

雖然理論上來說高超音速滑翔武器可藉由重複使用發射載具運送到上層大氣之後藉由小型助推器發射,但是在考量發射時間和單位成本的狀況下,目前來說仍是以改裝現役彈道飛彈發射為主。也因此,高超音速滑翔武器和傳統彈道飛彈的發射模式基本上毫無差別,只有到彈頭分離之後才能夠判斷究竟要面對的是什麼牛鬼蛇神。

必須注意的是,雖然高超音速滑翔武器的最高飛行速度可達10馬赫以上,但是和一般洲際彈道飛彈的彈頭突入大氣速度相較之下仍舊要慢許多。因此高超音速滑翔武器的生存性並非只仰賴速度,而是依靠機動性和航速的綜合運用。特別是如果有終端精確導引需求,高超音速滑翔武器還必須進一步降低飛行速度才能夠讓各種感測器發揮作用。因為在高超音速狀況下彈體周邊的空氣將會因為高熱而電離化,遮斷大多數的電磁波頻譜。

▲目前美國空軍X-51高超音速飛行測試載具已經完成高超音速衝壓發動機測試,能夠在4.5馬赫以上的速度成功啟動與維持操作。(圖/美國空軍)

▲目前美國空軍X-51高超音速飛行測試載具已經完成高超音速衝壓發動機測試,能夠在4.5馬赫以上的速度成功啟動與維持操作。(圖/美國空軍)

也就是說,雖然高超音速滑翔武器在射程中段的飛行軌跡難以捉摸,但是當接近目標之後一來為了讓感測器發揮作用,再者飛行動能也因為機動和空氣阻力持續消耗,因此如果目標有性能足敷使用的區域防空系統加上預警資料鏈協助,要進行終端彈道攔截的可能性反而比對抗傳統彈道飛彈的機會要大一些。

依照公開情資推測,目前解放軍東風21D所使用的酬載應該仍只是和潘興Ⅱ型類似的機動再突入彈頭(MaRV),但是新一代的DF-ZF(WU-14)高超音速武器則是真正的高超音速滑翔武器。機動再突入彈頭和高超音速武器在某些概念與設計上有共通之處,但在運用想定上則是有顯著差異。機動再突入彈頭雖然具有一定程度的終端彈道調整能力,但是可調整範圍遠不及高超音速滑翔武器。以潘興Ⅱ型為例,機動再突入彈頭的飛行距離僅有60公里。

而根據中國研究單位的公開論文推斷,解放軍東風21D的機動再突入彈頭飛行範圍可能在65至80公里之間。解放軍東風21D反艦彈道飛彈採用機動再突入彈頭的目的顯而易見,就是希望藉由機動再突入彈頭彌補終端彈道誤差,讓東風21D能夠具有對抗海面移動目標的能力。但前提是東風21D必須能夠獲得海面目標的精確位置,否則只要誤差超過機動再突入彈頭的飛行範圍就只能徒呼負負。

和高超音速滑翔武器一樣,機動再突入彈頭為了能夠讓感測器和氣動控制面發揮作用,在終端彈道時也必須大幅減速。像是潘興Ⅱ型的機動再突入彈頭在進入滑翔階段之後的速度就降到8馬赫,若是東風21D採用類似設計,在速度差異方面應當相對有限。這代表像是專門用來對抗超音速反艦飛彈飽和攻擊的整合式區域防空系統仍有最後一搏的機會。

相較之下,DF-ZF高超音速武器在進入滑翔階段之後,飛行距離可達2000至3000公里,這代表不論對於固定或機動目標的攻擊選擇彈性都變得更大,而且等於在相同酬載之下能夠進一步延伸現有彈道飛彈的最大射程。不像機動再突入彈頭,因為仍採用彈道飛行模式,因此只要被早期預警系統發現之後就能夠推算可能攻擊目標範圍,而且容易遭到現有反彈道飛彈系統的中途攔截。而如前所述,高超音速滑翔武器因為沒有彈道飛行階段,因此可以輕易調整航線避開已知反彈道飛彈系統攔截範圍,增加敵軍攔截的困難度。

高超音速滑翔武器的另外一項優勢,就是彈道頂點高度遠低於傳統彈道飛彈,因此對於陸基長程預警雷達來說,搜獲高超音速滑翔武器的有效距離將會跟著大幅縮短。這代表敵方需要投入更多預算和資源建立與維護空載/軌道監視預警系統才能夠有效發現高超音速滑翔武器。

以現有陸基或海基早期預警雷達為基準,一般來說可在命中14分鐘前偵獲射程3,500公里左右的彈道飛彈發射軌跡,但如果換成飛行高度較低的高超音速滑翔武器,有效預警時間就縮短為4分鐘。這不論對於機動目標或固定目標而言都是非常短的預警時間,也代表現有對抗傳統洲際彈道飛彈的大型早期陸基預警系統和固定式反彈道飛彈基地的作戰效能將會顯著衰減。這也是解放軍為何從2014年宣稱試射DF-ZF高超音速滑翔武器成功以來,引起美軍高度警戒的主因。

好文推薦

尤里安/美售作戰裝備技術,台灣潛艦國造大突破?

尤里安/台灣要的美國不給、不要的硬推?談鋪路爪雷達軍購

尤里安/雄風決勝濱海,海鋒大隊擴編?

尤里安/老外出攻台秘笈─中共打來很容易?

尤里安/刺針飛彈250枚─例行性軍售還是捍衛台海領空?

►►►隨時加入觀點與討論,給雲論粉絲團按個讚!

●本文轉載自《全球防衛雜誌》。以上言論不代表本網立場,論壇歡迎更多聲音與討論,來稿請寄editor88@ettoday.net

讀者迴響

關注我們

回到最上面