根據(jù)美國《科學(xué)雜志》1月8日報道，在國家榮譽的驅(qū)使下，俄羅斯、中國和美國競爭開發(fā)高超音速武器，而在未來，國際社會需要防止高超音速武器技術(shù)擴散。
▲美國未來的攔截器攔截高超音速武器的想象圖
在中國西北部，高空的楔形無人飛行器與火箭分離。星空2號乘波體高超音速巡航導(dǎo)彈（HCM）以最高6馬赫的速度滑行，即音速的6倍，由其自身的沖擊波承托，在平流層中起伏飛行。這是武器的開發(fā)者中國航空航天動力學(xué)研究院對2018年8月測試的描述。中國沒有發(fā)布任何錄像。HCM的速度和可操作性使這種新武器能夠“突破當(dāng)前的任何反導(dǎo)防御系統(tǒng)?！?/p>
幾十年來，美國軍方及其對手一直垂涎的以高超音速飛行的導(dǎo)彈，通常定義為超過5馬赫的速度。洲際彈道導(dǎo)彈（ICBM）在從太空重新進(jìn)入大氣層時達(dá)到了該定義的速度，但是由于它們沿著可預(yù)測的彈道前進(jìn)，像子彈一樣，因此缺少突然性。相比之下，諸如中國的乘波體之類的高超音速武器則是通過空氣動力學(xué)來操縱的，從而使它們能夠躲避防御，并讓對手難以猜測它的目標(biāo)。
自冷戰(zhàn)開始以來，五角大樓就開始開發(fā)可機動的高超音速武器，直到在推進(jìn)力，控制力和耐熱性等技術(shù)上遇到令人生畏的障礙時才停止，因此美國并沒有完成研制。
▲中國在去年的國慶閱兵式上展示了東風(fēng)17高超音速滑翔彈，引起了廣泛的關(guān)注
現(xiàn)在，美國國防部正在領(lǐng)導(dǎo)一項新的計劃，每年將超過10億美元投入高超音速研究。來自中國和俄羅斯的競爭是一個主要動機。盡管炒作和保密性掩蓋了真實的形勢，但這三個國家似乎在克服關(guān)鍵技術(shù)障礙（例如保護(hù)高超音速飛行器免受劇烈的摩擦加熱破壞）方面取得了實質(zhì)性進(jìn)展。俄羅斯最近發(fā)布了一種名為“匕首”的武器，據(jù)說可以使用自己的動力達(dá)到10馬赫，而另一種武器通過火箭將其提速到驚人的27馬赫。中國在最近的一次閱兵中展示了它的火箭推動的高超音速滑翔彈，東風(fēng)17。與此同時，美國也在測試幾種高超音速武器?？屏_拉多大學(xué)博爾德分校的航空工程師伊恩·博伊德說：“這是登月競賽式的的競爭?！薄坝擅褡遄院栏序?qū)動?！?/p>
就目前而言，高超聲速的機動性使這些武器幾乎不可能被擊落，“勢不可擋”——正如去年夏天《紐約時報》的標(biāo)題所言。但是，“今天不可阻擋并不意味著明天不可阻擋”，美國導(dǎo)彈防御局（MDA）的材料工程師費特說。她是美國為打擊高超音速武器而采取對策的先鋒。費特說：“可以開發(fā)出一些技術(shù)使得防御更為有效?！?“但是要實現(xiàn)這一目標(biāo)，我們還有更多工作要做?！?/p>
▲在2018年的一次測試中，俄羅斯的“先鋒”號是用火箭發(fā)射的。觀眾包括俄羅斯總統(tǒng)普京（Vladimir Putin），他宣布超音速武器現(xiàn)已投入使用
當(dāng)航天飛機從軌道返回，以25馬赫的速度進(jìn)入大氣層時，其鈍的前緣會被加熱到1400°C，碳-碳復(fù)合材料的蒙皮幫助它承受住這種高溫。而較新的高超音速飛行器往往具有更鋒利的邊緣（部分是為了提高可操縱性），可能會超過2000°C。紊流會使情況變得更糟。在高超聲速下，飛行器周圍的邊界層會變厚，光滑的層流會突然分解為渦流和漩渦，從而導(dǎo)致飛行器表面的溫度升高。
高空速也給HCM上的發(fā)動機帶來挑戰(zhàn)，與HGV不同，HCM擁有自己發(fā)動機。HCM使用超燃沖壓發(fā)動機進(jìn)行加速。以高音速運轉(zhuǎn)時，空氣分子在發(fā)動機管道中流過只花費幾毫秒的時間，因此燃料和空氣無法充分混合。而且，當(dāng)飛行器傾斜和偏航時，流入發(fā)動機的氣流會改變，這可能導(dǎo)致燃燒和推力不均。為了更好地燃燒而進(jìn)行的調(diào)整又會對飛行器如何利用沖擊波產(chǎn)生影響。
《科學(xué)雜志》的文章說，正是這些技術(shù)障礙讓開發(fā)高超音速武器極為困難。
俄羅斯的自豪感與中國的進(jìn)步一起在美國敲響了警鐘。美國國會今年將在軍事高超音速研究中投入超過10億美元，并成立了一個新的大學(xué)財團(tuán)來進(jìn)行基礎(chǔ)研究。日益增加的軍事利益促使五角大樓考慮對一些基本的超音速研究進(jìn)行保密。
劉易斯說，在俄羅斯，保密的面紗也在落下，這產(chǎn)生了很多有關(guān)高超音速技術(shù)的故事。那里的安全官員最近指控兩名科學(xué)家叛國罪，他們與歐洲合作者分享了發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時那些數(shù)據(jù)已獲準(zhǔn)發(fā)布，但在5年后的現(xiàn)在被宣布為秘密。
▲廈門大學(xué)的“嘉庚一號”火箭頭部載荷是一款新型高超音速飛行器“天行一號”
相比之下，中國一直對研究開放。劉易斯說：“中國人試圖在這一領(lǐng)域樹立聲望。”中國對研究設(shè)施進(jìn)行了大量投資，包括復(fù)雜的風(fēng)洞和利用爆炸波研究高超音速流的激波管。在中國廈門舉行的2017年高超音速會議上，中國科學(xué)家發(fā)表了250多篇論文，約為美國研究人員發(fā)表論文的10倍。
其他國家則在追隨著中美俄三國或者與他們合作。澳大利亞正在與美國合作開發(fā)8馬赫的HGV，印度正在與俄羅斯合作開發(fā)7馬赫的HCM。美國國會研究服務(wù)局在2019年7月的一份報告中指出，法國計劃在2022年部署HCM，日本計劃在2026年部署HGV。
國防科學(xué)家正在尋找阻止高超聲速攻擊的方法，外交官和防擴散專家也在討論如何限制甚至禁止擴散這種破壞性技術(shù)。美國的智囊機構(gòu)，美國科學(xué)家聯(lián)合會的國防態(tài)勢項目高級研究員安基·潘達(dá)（Ankit Panda）表示：“高超音速武器是需要軍備控制的最典型的例子?！?聯(lián)合國裁軍事務(wù)廳在去年發(fā)表了一份報告，探討了對其進(jìn)行軍備控制。
但是，如今軍備控制條約不再流行。隨著中國，俄羅斯和美國相繼進(jìn)行了高調(diào)的測試，高超音速軍備競賽似乎可能會加速。
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