一輪頃刻上天衢：反導系統咋防東風17高超音速導彈？（轉自新浪）_風聞

在今年10月1日舉行的國慶閲兵式上，中國火箭軍最新的高超音速武器——東風-17常規導彈，終於向外界揭開了神秘的面紗。而就在中國展示東風-17導彈後不久，據美國《防務新聞》網站報道稱，美國導彈防禦局局長10月7日表示，美軍將利用低軌道衞星加快建造高超音速和彈道追蹤空間傳感器，以填補現有導彈防禦系統對高超音速武器的處理漏洞。隨着高超音速武器技術的擴散，高超音速武器的防禦問題也將成為我國的重要課題，那麼我國該如何反制別國的“東風-17”，本期《出鞘》就來談一談高超音速武器的防禦問題。

不過在談高超音速武器的防禦問題之前，我們還得先理清東風-17的彈道類型。在閲兵式上我們看到東風-17是由兩個部分所構成的，第一段是從東風-16常規導彈改進而來的助推段，而第二段則是一個滑翔飛行器，這表明東風-17屬於助推-滑翔類的高超音速武器。這種高超音速武器一般是先由助推段發射到大氣層外，然後滑翔飛行器再返回大氣層並依靠氣動升力進行遠距離滑翔，這也是我們看到滑翔飛行器有明顯的類似機翼結構的原因。

滑翔飛行器重返時能採用的彈道有兩種模式，第一種是高度逐漸降低的錢學森彈道，而第二種則是桑格爾彈道，由於其原理非常類似我們小時候打的“水漂”，因此採用桑格爾彈道的導彈又常常被稱為“水漂彈”。在飛行器構型上，採用桑格爾彈道的導彈常常表現出明顯的雙錐體造型（例如我國的東風-15B），而由於錢學森彈道的升阻比需要比桑格爾彈道的高，所以採用錢學森彈道的導彈，還會在雙錐體上增加一些短小的彈翼，以提供額外的滑翔升力。

不過採用箭簇形扁平升力體的東風-17常規導彈，卻並不屬於以上兩種彈道，而是一種更新的全程滑翔彈道。該彈道要求火箭發動機在上升段快出大氣層前就關閉，然後彈體依靠重力作用自然停止上升並轉向，此時火箭發動機二次啓動水平加速彈體，最後轉入滑翔階段，其關鍵在於彈體在大氣層內起滑，因此彈道頂點較低，降低了被地平線上預警雷達給偵測到的幾率，而且彈道全程不可預測。不過全程滑翔受空氣阻力影響較大，因此射程損失也較大。

除了上面提到的助推-滑翔類飛行器，高超音速武器家族還有另一種在稠密大氣層內進行較長時間飛行的高超音速巡航飛行器。相比助推-滑翔類飛行器能輕鬆達到10馬赫，這類飛行器的飛行速度往往只在6馬赫左右。這是因為6馬赫是吸氣式發動機性能變化的一個臨界點，一般超過6馬赫會大大提高發動機的成本，導致性能降低，而低於6馬赫時又會影響飛行器的作戰生存能力。

但飛行速度相較助推-滑翔類高超音速飛行器低，並不代表高超音速巡航導彈在技術上就更加容易實現，因為它還需要克服自身攜帶的超燃衝壓發動機所帶來的種種問題。超燃衝壓的燃燒控制相當於要在台風中點燃一根火柴，而且還要燃料在一個非常短的時間內實現很高程度的分解，並且還不能燒燬發動機，這對超燃衝壓發動機的設計和專用碳氫燃料的研製提出了很高的要求。由於這些原因，各國的高超音速巡航導彈研製目前基本都還處於試驗階段。

雖然目前尚沒有國家研製出理想中的高超音速巡航導彈，但是這並不影響各國軍隊的對其的研發熱情。從各國技術驗證機的數據來看，未來理想中的高超音速巡航導彈將採用高性能的超燃衝壓發動機，射程能夠超過1000公里，但成本卻僅在100萬美元上下。此外高超音速巡航導彈還有一大優勢，那就是能夠兼容不同的發射平台，比如可以在戰鬥機、轟炸機、水面艦艇或者潛艇上發射，發起攻擊的突然性和彈道的不可預測性，比滑翔-助推類飛行器更好。

由於高超音速武器的高機動性，造成了傳統導彈防禦系統的能力缺失，因此就連印度這樣的武器進口大户，都紛紛開始上馬高超音速武器。除了中國之外，美俄兩國是現今世界上研發高超音速武器的另外兩大主力。美國最早在上世紀80年代，就利用X-30國家空天飛機計劃，向超燃衝壓發動機技術發起衝擊，並在後來演變為了X-51“乘波體”。蘇聯解體後，俄羅斯也開展了代號為YU-70、YU-71的高超音速助推-滑翔飛行器研製，並以此為基礎發展了以洲際彈道導彈為助推器的“先鋒”高超音速助推-滑翔導彈。

而在中國周邊，最新加入高超音速武器戰團的則是日本。去年9月日媒報道稱日本防衞省已經決定加快研製“高速滑空彈”，用於“島嶼防衞作戰”。這種導彈能夠在敵方防空導彈射高之上進行高速滑翔，具有很明顯的助推-滑翔彈道特徵。由於能夠利用日本在開發“標準-3”Block IIA攔截彈發動機時所積累的技術，這種導彈研發成功的可能性，應該要比自衞隊的高超音速巡航導彈方案更高。而隨着高超音速武器技術的擴散，研究防禦技術就很必要了。

由於高超音速巡航導彈尚未進入大規模實用化階段，因此我們這裏僅主要討論東風-17這類助推-滑翔高超音速飛行器的防禦問題。這類高超音速武器原本就有比較明顯的雷達特徵，此外在進入滑翔段後由於蒙皮氣動加熱，還具有顯著的紅外特徵，雖然這比發射時的火箭發動機尾焰已經要減弱得多了，基本能達到“騙過”天基紅外衞星跟蹤的程度，但因為巡航高度還是比較高，因此仍然有被一些向前部署的地基雷達和空基預警機給偵測到的可能。

此外與彈道導彈相比，由於彈道導彈在關機點後基本就是在做無動力飛行，所以關機點的運動狀態就決定了打擊精度，故彈道導彈只需要測量和控制好關機點的狀態就行了。而助推-滑翔高超音速飛行器由於在滑翔段需要依靠空氣動力飛行，而且飛行速度快、飛行距離遠、飛行軌跡多變，現有常規巡航導彈所採用的地形匹配製導模式已經不再適用，對衞星制導和實時測量的依賴性增強，這就對高超音速飛行器的導航、通信和制導控制提出了很高的要求。

由於高超音速武器所具備的以上這些特徵，其對現有的導彈防禦系統主要形成了這幾方面的挑戰。首先是防禦的不確定性提高。比如高超音速武器的發射平台非常多樣化，既可以依託戰鬥機或轟炸機，實現空中發射，也能由艦艇搭載在海上發射，因此防禦方需要在更為廣闊的區域內展開作戰；再加上高超音速武器的飛行距離遠，且橫向機動範圍廣，這對現有專門針對彈道導彈進行固定彈道探測和攔截的導彈防禦系統，提出了很高的技術挑戰。

最後則是現有攔截彈難以攔截的問題。現有攔截彈主要的末制導探測方式是可見光和紅外探測，但光學探測在大氣層內卻面臨着複雜的氣動光學效應問題，容易導致目標圖像的偏移和模糊；此外由於高超音速武器一般採用高升阻比的氣動佈局，因此現有攔截彈的機動過載要求並不能達到攔截要求，需要在氣動力的基礎上再採用直接力以提供過載，但在臨近空間這又會產生更復雜的側噴氣動干擾等問題。

目前尚未有國家建立針對高超音速武器的攔截體系，不過由於現有反彈道導彈系統所配備的探測體系和攔截導彈的飛行高度速度，都更接近攔截高超音速武器的要求，因此可以以反彈道導彈系統為基礎，來發展高超音速武器攔截系統。不過還需要解決幾個技術問題，首先便是完善現有探測系統，無縫覆蓋臨近空間，能儘早提供關於臨近空間目標的實時預警信息，並建設一個能大範圍快速有效傳輸和分發信息的通信系統作為保障。

在反應能力方面，現有導彈防禦系統一方面要強化自身對臨近空間目標實施超視距不間斷跟蹤的能力，並根據其運動模型準確預測未來航跡和落點；另一方面要在推動多傳感器融合處理，使各傳感器能跨越時間、地域和頻域有效工作的基礎上，將現有指揮控制方式扁平化，從而實現快速決策、快速分配攔截目標並進行攔截效果評估。

而在現有攔截彈的改進上，首先是要降低攔截高度下限偏高的問題，此時攔截彈可以採用高拋彈道末端俯衝與目標交會的攔截方式，但此時複雜的地面紅外背景輻射會給採用紅外末制導的攔截彈造成探測上的困難，因此還要改為多模末制導方式。此外為了解決控制的問題，現有攔截彈還需要採用空氣動力/姿軌控符合控制技術，從而實現較強的機動過載能力和軌跡修正能力。

在國慶閲兵展示東風-17導彈之後，網上有不少人認為中國高超音速技術已經完全碾壓美國。對於這個觀點我們要辯證地來看，因為從目前能拿得出手的實質武器來看，中國的確是領先美國的，但我們也要客觀地認識到，這是美國在發展高超音速武器上走了彎路所造成。美國一直以來的重點都在高超音速巡航導彈上，但因為超燃衝壓發動機的技術難度過大，所以才造成了今天的困境。而隨着美國退出《中導條約》，他們未必不能在助推-滑翔類飛行器上追趕上來，我們仍需繼續前進