新世紀(jì)之初，由于美國(guó)戰(zhàn)略的全球擴(kuò)張，美軍對(duì)于全球目標(biāo)的快速反應(yīng)需求強(qiáng)烈。因此，美國(guó)國(guó)防部推出了“常規(guī)快速全球打擊”（CPGS）項(xiàng)目，目標(biāo)是研究從美國(guó)本土發(fā)射、能在1小時(shí)內(nèi)攻擊全球任何目標(biāo)的常規(guī)戰(zhàn)略武器。2010年后，面對(duì)俄羅斯在高超聲速武器方面的快速突破，美國(guó)加快了高超聲速武器發(fā)展。2014年，美國(guó)國(guó)防部正式將CPGS主導(dǎo)權(quán)交給美國(guó)海軍，不久改名為“常規(guī)快速打擊”（CPS）項(xiàng)目，開(kāi)始實(shí)用化武器設(shè)計(jì)。
前期研究
2000年左右，為響應(yīng)美國(guó)國(guó)防部提出的CPGS項(xiàng)目，美國(guó)各軍種都啟動(dòng)了不同的高超聲速武器研制項(xiàng)目：DARPA和空軍聯(lián)合啟動(dòng)了FALCON“獵鷹”計(jì)劃，計(jì)劃通過(guò)一系列高超聲速技術(shù)飛行器（HTVs）研究高超聲速巡航飛行器飛行中的關(guān)鍵技術(shù)；美國(guó)陸軍和空軍則啟動(dòng)了另一個(gè)類似的項(xiàng)目，稱為先進(jìn)超高聲速武器（AHW），目標(biāo)是發(fā)展一種攻擊距離約6000km、飛行時(shí)間在35min以內(nèi)、圓周誤差半徑小于10m的高超聲速常規(guī)精確武器。
2008年，美國(guó)防部對(duì)CPGS項(xiàng)目進(jìn)行了重大調(diào)整：（1）項(xiàng)目目標(biāo)由裝備研制變更為技術(shù)驗(yàn)證；（2）項(xiàng)目由國(guó)防部長(zhǎng)辦公廳統(tǒng)一管理，避免各軍種重復(fù)建設(shè)；（3）除了空軍和海軍外，項(xiàng)目也納入了陸軍，并組建了由軍方、國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和高校等在內(nèi)的國(guó)家級(jí)科研團(tuán)隊(duì)，共同開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)。調(diào)整之后的CPGS項(xiàng)目在國(guó)防部直接領(lǐng)導(dǎo)下重點(diǎn)支持了兩大技術(shù)方案：（1）DARPA和空軍牽頭的HTV-2方案；（2）陸軍牽頭的AHW方案。
1）HTV
HTV采用升力體機(jī)身，HTV-1的升阻比約2.5，HTV-2增至3.5~4（之后實(shí)際試飛的HTV-2約為2.6），兩者都由火箭從地面發(fā)射升空，其中HTV-2的飛行速率高達(dá)21000km/h。HTV-1原定在2007年9月試飛，但遭到取消，DARPA和空軍轉(zhuǎn)而直接專注于發(fā)展下一階段的HTV-2。
HTV-2氣動(dòng)外形及主要性能特點(diǎn)如下。
HTV-2
HTV-2主要性能特點(diǎn)
項(xiàng)目
參數(shù)
材料
采用了鋁、鈦、鋼、鉭、鎢、碳纖維、硅和其他合金，包括大約（10克的鈹、1.8千克的鉻和4.7千克的鎳
通訊
采用多種5 - 20瓦射頻發(fā)射器；其中最大的射頻發(fā)射器功率為900瓦
能源
采用最多四塊的鋰離子電池和氯化亞硫酰鋰電池，每塊重量在0.5至18.5公斤之間
動(dòng)力
采用大約1.4公斤的加壓氮?dú)?/p>
導(dǎo)航
采用慣性導(dǎo)航+GPS
自毀
安裝有一套自毀系統(tǒng)，可保證在飛行試驗(yàn)出現(xiàn)異常時(shí)安全自毀
其他
采用10個(gè)C類電火工品來(lái)進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)操作
資料來(lái)源：darpa
按照設(shè)計(jì)，當(dāng)HTV-2發(fā)射時(shí)，HTV-2會(huì)被助推器助推到約120公里的高空，速度加速到25馬赫。然后，HTV-2與助推器分離，再入大氣層，在30~100km的臨近空間作無(wú)動(dòng)力的高超聲速滑翔飛行，其典型飛行軌跡如下圖所示：
HTV-2的典型飛行軌跡
2010年4月22日，HTV-2進(jìn)行第一次試射。在飛行約9分鐘后，HTV-2與地面失去聯(lián)系，試飛失敗，DARPA只收集到了部分的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。DARPA的工程評(píng)估委員會(huì)在隨后的申明中說(shuō)，飛行器順利與助推器分離，但是在隨后的飛行過(guò)程中出現(xiàn)“超出飛行器上自動(dòng)飛行系統(tǒng)控制能力范圍的劇烈滾轉(zhuǎn)”，飛行終止系統(tǒng)啟動(dòng)了自毀系統(tǒng)。
經(jīng)歷過(guò)第一次飛行失敗后，技術(shù)人員對(duì)HTV-2的重心配置進(jìn)行了重新調(diào)整，并增強(qiáng)了飛行器的RCS主動(dòng)控制系統(tǒng)。2011年8月11日，HTV-2進(jìn)行了第二次飛行試驗(yàn)，飛行器成功地實(shí)現(xiàn)與助推器的分離并進(jìn)入滑翔飛行階段，但是隨后飛行器再次與地面失去聯(lián)系。調(diào)查顯示，HTV-2分離時(shí)的高溫使得飛行器部分外皮脫落，這可能是此次失控的原因。
在經(jīng)歷了HTV-2方案連續(xù)兩次試飛失敗后，美國(guó)防部將AHW方案列為首選方案，并實(shí)際劃撥了整個(gè)項(xiàng)目的絕大部分經(jīng)費(fèi)給AHW項(xiàng)目。
2）AHW
AHW項(xiàng)目意在驗(yàn)證一種在35分鐘內(nèi)打擊6000千米外目標(biāo)的常規(guī)快速打擊技術(shù)，打擊精度在10米以內(nèi)。AHW項(xiàng)目采用一種雙錐體高超聲速再入飛行器，按“＋”或“X”布局裝有四片大后掠角固定翼，固定翼的末端各有一個(gè)空氣舵面。AHW的運(yùn)載器則采用了成熟的“戰(zhàn)略靶標(biāo)系統(tǒng)（Strategic Target System，縮寫為STARS）”，這是一種由“北極星”A3潛射彈道導(dǎo)彈加一個(gè)orbus-1固體上面級(jí)構(gòu)成的三級(jí)固體靶彈。
AHW雙錐體高超聲速再入飛行器
2011年11月，AHW進(jìn)行了首次試射，AHW在與戰(zhàn)略靶標(biāo)系統(tǒng)分離后，成功再入大氣層并順利進(jìn)入高超聲速滑翔飛行狀態(tài)，按預(yù)定計(jì)劃擊中了里根測(cè)試場(chǎng)的預(yù)定位置。此次測(cè)試用于搜集高超聲速助推滑翔技術(shù)數(shù)據(jù)并測(cè)試遠(yuǎn)程大氣層飛行的射程性能。
AHW首次飛行試驗(yàn)彈道，可見(jiàn)其具備一定橫向機(jī)動(dòng)能力
2014年8月，AHW進(jìn)行了第二次試射，相比首次試飛，第二次試飛不但更加關(guān)注精度，而且還大幅增加了飛行距離。按照計(jì)劃，AHW將在不到一小時(shí)內(nèi)飛行6300千米，撞擊設(shè)定在南太平洋美國(guó)陸軍夸賈林環(huán)礁里根試驗(yàn)場(chǎng)的目標(biāo)區(qū)，該距離比第一次試飛的3700千米增加了約70%。但是，在試飛時(shí)，AHW在發(fā)射僅4秒后就爆炸自毀。據(jù)推測(cè)，可能是由于助推火箭控制部件故障導(dǎo)致飛行姿態(tài)失去控制，4秒后地面控制人員下達(dá)自毀命令。
2014年，美國(guó)海軍戰(zhàn)略系統(tǒng)項(xiàng)目辦公室（SSP）正式接過(guò)CPGS項(xiàng)目的主導(dǎo)權(quán)（注：該調(diào)整與AHW第二次試飛成敗與否無(wú)關(guān)），啟動(dòng)“常規(guī)快速打擊”（CPS）項(xiàng)目（又名中程常規(guī)快速打擊項(xiàng)目，IRCPS）。IRCPS項(xiàng)目旨在以AHW方案為基礎(chǔ)，充分吸收此前多次飛行試驗(yàn)的技術(shù)成果，結(jié)合海軍潛基部署需求，瞄準(zhǔn)潛射型中程高超聲速助推滑翔導(dǎo)彈這一型號(hào)背景，開(kāi)展需求分析、方案論證和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)及驗(yàn)證等科研工作。
CPS項(xiàng)目概述
CPS導(dǎo)彈想象圖
目前CPS項(xiàng)目具體性能指標(biāo)尚未披露，不過(guò)可根據(jù)已有信息進(jìn)行部分推測(cè)。CPS主要性能預(yù)測(cè)情況如下表所示：
CPS主要性能參數(shù)預(yù)測(cè)
項(xiàng)目
性能預(yù)測(cè)
滑翔飛行器氣動(dòng)布局
CPS項(xiàng)目借鑒了AHW項(xiàng)目技術(shù)成果，采用了高超聲速滑翔體（C-HGB），外形相當(dāng)于AHW的縮小版
射程
項(xiàng)目定位為“中程”意味著射程不會(huì)超過(guò)5500千米，而CPS項(xiàng)目FE-1試驗(yàn)的飛行距離為3700千米，預(yù)測(cè)導(dǎo)彈射程可能在4000～5000千米之間
速度、高度
推測(cè)導(dǎo)彈最大速度與高度為馬赫數(shù)8、90千米上下，末端撞擊速度與AHW一致，為馬赫數(shù)4
戰(zhàn)斗部
常規(guī)戰(zhàn)斗部，由于美海軍IRCPS項(xiàng)目的滑翔飛行器尺寸更小，推測(cè)其戰(zhàn)斗部重量將小于AHW的450千克
彈徑
導(dǎo)彈彈徑為0.876m，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)潛艇發(fā)射筒內(nèi)裝填2枚導(dǎo)彈
彈長(zhǎng)
“弗吉尼亞”級(jí)攻擊核潛艇垂直發(fā)射筒全長(zhǎng)約9.1米。導(dǎo)彈全長(zhǎng)應(yīng)低于該值
助推器
摒棄了吸氣式高超聲速推進(jìn)方案，采用兩級(jí)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，技術(shù)成熟度高，能夠很快投入實(shí)用
資料來(lái)源：市場(chǎng)調(diào)研
CPS項(xiàng)目采用的C-HGB是由桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的通用助推滑翔武器，由導(dǎo)彈發(fā)射到高空，然后以很高的速度滑翔下來(lái)。C-HGB采用帶有小翼的圓錐形外形，由合金材料和復(fù)合材料構(gòu)成。C-HGB由一個(gè)鋰離子執(zhí)行器電池、兩個(gè)鋰離子電池和五個(gè)鎳錳氫化物電池供電，推進(jìn)劑為高壓氮?dú)?，其他設(shè)備包括無(wú)線發(fā)射器、小型爆炸裝置、精確制導(dǎo)裝置等。C-HGB高超聲速?gòu)楊^作為一個(gè)整體，正被集成到美國(guó)三軍（陸軍、空軍和海軍）的多項(xiàng)在研超高聲速武器系統(tǒng)中。
美國(guó)陸軍“遠(yuǎn)程高超聲速武器”（LRHW）項(xiàng)目采用的C-HGB
按照設(shè)計(jì)，CPS導(dǎo)彈將配裝在“俄亥俄”級(jí)巡航導(dǎo)彈核潛艇和“弗吉尼亞”級(jí)攻擊核潛艇的“弗吉尼亞級(jí)有效載荷模塊”（VPM）上（如下圖所示）。該模塊長(zhǎng)25.6米，將“插入”艇體中部，帶有4個(gè)大直徑有效載荷發(fā)射管，可裝入“戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斧”潛射巡航導(dǎo)彈（每個(gè)發(fā)射筒可裝入7枚），或CPS導(dǎo)彈，以及其他可布放的有效載荷。
弗吉尼亞級(jí)有效載荷模塊（VPM）
項(xiàng)目發(fā)展
2017年10月，SSP成功進(jìn)行“常規(guī)快速打擊”（CPS）首次?；Ｒ?guī)快速打擊武器飛行試驗(yàn)（CPS FE-1），試驗(yàn)飛行器從太平洋導(dǎo)彈靶場(chǎng)發(fā)射，目標(biāo)區(qū)域?yàn)槲挥隈R紹爾群島共和國(guó)的美國(guó)陸軍夸賈林環(huán)礁靶場(chǎng)，飛行距離約4000千米。
此次試驗(yàn)中采用了陸軍AHW項(xiàng)目第1次試飛完全一樣的助推器，飛行軌跡、時(shí)間，包括三個(gè)助推火箭級(jí)的濺落點(diǎn)等細(xì)節(jié)也與AHW項(xiàng)目第1次試飛高度雷同。
CPS FE-1試驗(yàn)主要驗(yàn)證高超聲速滑翔飛行器升級(jí)的飛控軟件和制導(dǎo)算法、先進(jìn)航電、子系統(tǒng)小型化以及可制造性等關(guān)鍵技術(shù)。
2018年10月，SSP發(fā)布公告，征集潛在常規(guī)快速打擊武器系統(tǒng)的承包商。美國(guó)2018財(cái)年國(guó)防預(yù)算設(shè)定了快速發(fā)展海軍CPS武器系統(tǒng)（WS）并發(fā)展作戰(zhàn)原型機(jī)的目標(biāo)，以集成到?；l(fā)射平臺(tái)并進(jìn)行部署，滿足國(guó)家緊迫需求。海軍CPS WS將包括以下主要子系統(tǒng)：
CPS WS子系統(tǒng)
序號(hào)
子系統(tǒng)
1
大直徑（> 30英寸）整裝導(dǎo)彈（AUR）
2
用于火控的武器控制系統(tǒng)（WCS）
3
采用三聯(lián)裝的具有AUR的先進(jìn)載荷模塊（APM）。APM是AUR與主機(jī)平臺(tái)的連接裝置，包括支撐結(jié)構(gòu)、保護(hù)、壓縮空氣彈射器、環(huán)境控制等裝置
4
船用信息系統(tǒng)（IS），提供技術(shù)文檔、培訓(xùn)、數(shù)據(jù)日志、主機(jī)平臺(tái)上的其他技術(shù)信息，以及與船外支持系統(tǒng)的潛在接口
資料來(lái)源：國(guó)防科技信息網(wǎng)
2019年1月22日，美國(guó)海軍航空系統(tǒng)司令部在聯(lián)邦商機(jī)網(wǎng)發(fā)布了關(guān)于升級(jí)和重新設(shè)計(jì)位于加利福尼亞州中國(guó)湖的發(fā)射測(cè)試綜合體（Launch Test Complex）的征詢公告，尋求潛在承包商，旨在為“常規(guī)快速打擊”（CPS）計(jì)劃提供高超聲速試驗(yàn)條件。
2019年8月，Dynetics公司贏得了3.516億美元的合同，為美國(guó)陸軍和海軍制造至少20個(gè)C-HGB，之后Dynetics公司將C-HGB部分組件合同轉(zhuǎn)包給美國(guó)通用原子電磁系統(tǒng)公司（GA-EMS），GA-EMS將提供電纜、電氣和機(jī)械部件。這份合同使用了“其他交易管理”（OTA）方式，可繞過(guò)大部分采購(gòu)官僚機(jī)構(gòu)，并更快地向部隊(duì)提供武器。
2020年2月，據(jù)美國(guó)海軍2021財(cái)年預(yù)算申請(qǐng)文件中披露，美國(guó)海軍計(jì)劃將CPS導(dǎo)彈部署在帶有“弗吉尼亞有效載荷模塊”（VPM）的弗吉尼亞級(jí)潛艇上，并且還對(duì)其CPS項(xiàng)目高超聲速潛射導(dǎo)彈的部署時(shí)間進(jìn)行了調(diào)整，從原計(jì)劃的2023年形成戰(zhàn)斗力推遲到了2028年，該導(dǎo)彈將于2028財(cái)年形成初始作戰(zhàn)能力。
“弗吉尼亞”級(jí)BLOCK V型模型
另外，美國(guó)海軍在2021財(cái)年預(yù)算申請(qǐng)中還提出在2022財(cái)年至2025財(cái)年間將開(kāi)展六次關(guān)鍵飛行試驗(yàn)。其中，2022財(cái)年將開(kāi)展第一次整彈演示驗(yàn)證，即“聯(lián)合飛行活動(dòng)1”（JFC-1）以及進(jìn)行第一次研制性飛行試驗(yàn)（DF-1），2023財(cái)年開(kāi)展的第二次研制性飛行試驗(yàn)（DF-2）將評(píng)估“船體外”武器系統(tǒng)集成。隨后，2023財(cái)年末和2024財(cái)年初還將開(kāi)展兩次試驗(yàn)性飛行。2025財(cái)年將開(kāi)展兩次導(dǎo)彈性能評(píng)估，以評(píng)估高超聲速導(dǎo)彈與潛艇的集成性。
小結(jié)
美國(guó)高超聲速武器發(fā)展較早，發(fā)展速度卻相對(duì)較慢，結(jié)果先發(fā)后至，和俄羅斯差距較大。但是，由于美國(guó)資金、技術(shù)積淀雄厚，隨著美國(guó)對(duì)高超聲速武器的重視以及中導(dǎo)條約終止后的制約解除，美國(guó)高超聲速武器即將進(jìn)入高速發(fā)展期。我國(guó)作為后發(fā)大國(guó)，美國(guó)高超聲速武器發(fā)展思路和經(jīng)驗(yàn)值得深思。
