摘 要
美國政府和軍方開展了大量高超聲速武器發展戰略和技術研究，以期實現高超聲速武器系統的成果轉化和快速部署。從高超聲速助推滑翔武器、吸氣式高超聲速武器和跨大氣層空天飛行武器三個方面回顧了美軍高超聲速武器發展歷程及近期項目開展情況，深入分析了美軍高超聲速武器發展戰略、路線演變及其技術脈絡，提出了近期美國高超聲速武器發展的一些趨勢性、方向性的觀點，并對高超聲速武器的未來發展提出了一些啟示和建議。
1 引 言
高超聲速武器是指以高超聲速技術為基礎、飛行馬赫數大于5的武器［1］。它涵蓋了高超聲速導彈（包括洲際彈道導彈、高超聲速滑翔彈、巡航彈等）、高超聲速作戰飛機和空天作戰飛機等。考慮到火箭助推的洲際彈道導彈雖然飛行速度也超過馬赫數5，但早在20世紀50~60年代就開始列裝，且其飛行軌跡大多在大氣層外，因此本文的研究對象特指能在大氣層內高超聲速機動飛行，采用高超聲速滑翔飛行技術和高超聲速吸氣式動力技術的高超聲速武器。
高超聲速武器具有速度快、航程遠、能機動飛行、突防和打擊能力強等特點，能夠快速打擊遠程時敏目標、堅固/深埋目標，未來還可發展為可重復使用、快速響應、有效進出空間的武器平臺。21世紀以來，美國積極發展高超聲速武器，作為常規快速全球打擊的重要手段。
為了角逐高超聲速技術戰略制高點，應對中俄高超聲速武器快速發展壓力，美國在新版國家安全戰略、國防戰略和相關科技發展戰略指引下開展了大量高超聲速武器發展戰略和技術研究。本文將剖析美軍高超聲速武器發展戰略，厘清其技術路線，為高超聲速武器的發展提供參考和借鑒。
2 美國高超聲速武器發展概況
本節將從高超聲速助推滑翔飛行武器、吸氣式高超聲速飛行武器、跨大氣層空天飛行武器三條線簡要回顧美國高超聲速武器的發展演變情況。
2.1 發展演變
2.1.1 高超聲速助推滑翔飛行武器的發展演變
高超聲速助推滑翔飛行武器是指利用助推火箭達到高超聲速或從近地軌道離軌再入大氣層，能在大氣層內做無動力遠距機動滑翔的武器。
高超聲速助推滑翔飛行武器的發展源于德國科學家尤金?桑格爾的“銀鳥”轟炸機。冷戰期間，美國先后開展了轟炸機導彈（Bomber Missile，BOMI）、助推滑翔導彈（Alpha Draco）、X-20動力滑翔者（Dyna-Soar）等一系列研究項目。其中尤以美國空軍、NASA和波音公司聯合研究的X-20項目最具代表性，它是具備例行進出太空能力的高超聲速助推滑翔技術先驅飛行器。
21世紀初，美國高超聲速助推滑翔飛行武器得到快速發展，這一階段的型號項目主要有：高超聲速技術飛行器（Hypersonic Technology Vehicle-2，HTV-2）、先進高超聲速武器（Advanced Hypersonic Weapon，AHW）、戰術助推滑翔彈（Tactical Boost Glide，TBG）等。在中俄相繼宣布列裝高超聲速武器后，美國加快了高超聲速武器的發展進程。目前已有空軍的AGM-183空射快速響應武器（Air Launched Rapid Response Weapon，ARRW）、海軍的常規快速打擊（Conventional Prompt Strike，CPS）、陸軍的遠程高超聲速武器（Long Range Hypersonic Weapon，LRHW）等3個項目已進入型號研制階段，ARRW和LRHW計劃在近期部署；美國國防部高級研究計劃局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）的戰術助推滑翔彈、作戰火力（Operational Fires，OpFires）兩個項目處于先期技術開發階段。
美國高超聲速助推滑翔飛行武器的發展演變如圖1所示。
▲ 圖1 美國高超聲速助推滑翔飛行武器發展演變
▲ Fig.1 Development and evolution of American hypersonic boost-glide flight weapons
2.1.2 吸氣式高超聲速飛行武器的發展演變
吸氣式高超聲速飛行武器是一種以吸氣式超燃沖壓發動機為動力，可在臨近空間以超過馬赫數５的速度巡航的戰術級武器。
20世紀50年代，費里博士成功實現馬赫數3超聲速燃燒試驗，開啟了吸氣式高超聲速飛行武器的發展之路。美軍早期發展的吸氣式高超聲速巡航彈項目主要包括：X-7、超燃沖壓發動機導彈SCRAM、先進戰略空射導彈（Advanced Strategic Air Launched Missile，ASALM）、國家空天飛機（National AeroSpace Plane，NASP/X-30）等。NASP計劃是推動吸氣式高超聲速飛行武器發展最具代表性的試驗項目，也是美國歷史上最雄心勃勃的X飛行器計劃，在高超聲速領域取得了一系列重大技術進步［2］。
從20世紀90年代至今，美國政府在前期發展的基礎上，提出了更加務實、循序漸進的系列吸氣式高超聲速技術發展計劃和武器發展演示驗證項目，主要包括高超聲速技術（Hypersonic Technology，HyTech）、Hyper-X/X-43、經濟可承受的快速響應導彈演示驗證器（Affordable Rapid Response Missile Demonstrator，ARRMD）、高超聲速飛行（Hypersonic Flight，HyFly）、X-51等。在此階段，X-43A和X-51A兩型飛行器的飛行試驗取得了極大成功［3］，標志著美國真正實現了超燃沖壓發動機技術的突破，向發展實用型高超聲速巡航導彈邁出了重要一步。近幾年，美軍一直以DARPA的吸氣式高超聲速武器概念（Hypersonic Air-breathing Weapon Concept，HAWC）項目為主開展先期技術開發研究，從2020年開始，相繼新增了空軍的高超聲速攻擊巡航導彈（Hypersonic Attack Cruise Missile，HACM）項目、南十字星綜合飛行研究試驗（Southern Cross Integrated Flight Research Experiment，SCIFiRE）項目、海軍的嘯箭（Screaming arrow）、高超聲速空射OASuW（Hypersonic Air-Launched OASuW，HALO）巡航導彈項目、用于航母艦載機的HyFly 2項目、DARPA與空軍聯合開展的HAWC后續項目MoHAWC，以及空軍的消耗性高超聲速多任務吸氣式演示器（Mayhem）項目等［4-6］。其中，HACM項目是首個吸氣式高超聲速巡航彈原型樣機項目，表明其相關技術已日漸成熟實用，正式轉入型號研制階段。
可重復使用偵察/打擊高超聲速飛機也是美軍一直意圖發展的重要方向，先后開展了洛馬公司SR-72“黑鳥”高超聲速飛機驗證機、波音公司“曼塔”（Manta）高超聲速飛機和赫爾墨斯（Hermeus）公司的“夸特馬”（Quarterhorse）高超聲速飛機等項目研究。至今，設計馬赫數為7的Manta項目下馬，以馬赫數6為目標的SR-72進展不明，“夸特馬”項目發動機“奇美拉”（Chimera）于2022年6月完成地面試驗，實現發動機地面上全油門運行，使高超聲速飛機距研發成熟又進了一步［7］。
美國高超聲速吸氣式飛行武器的發展演變如圖2所示。
▲ 圖2 美國吸氣式高超聲速飛行武器發展演變
▲ Fig.2 Development and evolution of American hypersonic air-breathing flight weapons
2.1.3 跨大氣層空天飛行武器的發展演變
跨大氣層飛行器是一種能夠在稠密大氣層、臨近空間、軌道空間自由往返飛行的重復使用航天運輸系統，通常采用吸氣式組合動力發動機，具備水平起降、可重復使用能力。冷戰時期，美國主要發展了X-15、HL-10、X-23A、X-24A/B、航天飛機（Space Shuttle）等空間軌道飛行器研究。在美軍全球快速打擊時代，美國空軍太空司令部建議研究一種軍用航天飛機系統來滿足有效進出空間、控制空間和防御空間威脅的需求。為此，開展了X-33、X-34、X-37等系列跨大氣層飛行器研究，其中最成功的當屬美國空軍的X-37B軌道試驗飛行器項目［8］。從2010年至今，X-37B共進行了6次在軌飛行試驗，驗證了飛行器的在軌性能，長期、可重復使用技術，以及大氣層自主再入和著陸控制能力，其有效進出空間能力、可重復使用、按需發射和快速響應機動能力以及長期在軌運行能力具有極大的作戰應用潛力。
美國跨大氣層空天飛行武器的發展演變如圖3所示。
▲ 圖3 美國跨大氣層飛行武器平臺發展演變
▲ Fig.3 Development and evolution of American trans-atmospheric flight weapons platform
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