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美軍為何時隔6年再射高超音速武器 中國已試射7次
送交者: 三把刀 2017年11月07日22:52:29 於 [軍事天地] 發送悄悄話

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戰略目標系統(STARS)運載器結構圖

  據美國《防務內情》網站報道,2017年10月30日,美國海軍成功開展了縮比型先進高超聲速武器(AHW)的飛行試驗,此次試驗是AHW的第三次飛行試驗。試驗由美國海軍戰略系統項目辦公室執行,採用與2011年首飛試驗相同的飛行路線,飛行時間不到30分鐘。

  一、報道內容

  美國國防部在10月30日成功開展高超聲速滑翔飛行器演示驗證試驗,試驗飛行器由火箭助推從夏威夷起飛,在經過極高速的無動力飛行後飛越太平洋到達馬紹爾群島,驗證了美國高超聲速打擊系統取得的技術進展。此次試驗被稱為飛行試驗1(FE-1),是對國防部常規快速打擊項目三年來工作的一次重要評估,距上一次美國高超聲速助推滑翔飛行器試飛成功已有6年時間。(註:據報道,中國的WU-14高超音速飛行器從2014開始已飛行了7次)

  11月2日,海軍戰略系統項目辦公室主任、海軍中將特里•班尼迪克特,作為試驗的執行者,在阿靈頓舉行的海軍潛艇聯合會議上宣稱此次試驗取得成功。

  負責監管常規快速打擊項目的國防部採辦局太空、戰略和情報系統的首席主管戴克•懷澤頓,稱這次飛行試驗驗證了所取得的技術進展。“我能對外說的是我們提高了大量技術的成熟度,這些技術與作戰人員未來的作戰能力需求有關。”

  他在11月2日的採訪中表示,“我們正在評估試驗的結果,我們對結果總體上比較滿意。”他拒絕透露關於滑翔飛行器飛行距離和飛行軌跡的任何信息,但指出飛行時間不到30分鐘。他說,“具體的飛行試驗目標是機密的,國防部正在評估數據以判別是否實現飛行目標。”

  去年,國防部長辦公室告訴國會,FE-1的目標包括:首次將高超聲速滑翔飛行器與真正的彈頭集成,驗證改進的飛行控制軟件,機動時能承受更高的過載,先進的航電設備,分系統的小型化以及改進的制導算法。懷澤頓沒有透露此次試驗是否安裝彈頭。

  新的滑翔飛行器是先進高超聲速武器(AHW)的縮比型,AHW在2011年按與此次試驗相同的路線成功試飛,這也是此前美國軍方取得的唯一一次成功的助推滑翔飛行試驗。

  飛行試驗是在位於夏威夷考艾島的太平洋導彈靶場桑迪亞國家實驗室的飛行試驗平台上開展的。戰略目標系統運載器(採用退役的北極星導彈發動機作為一、二級,採用商用的Orbus-1a固體火箭發動機制導控製作為第三級)作為此次飛行試驗的助推器。試驗載荷安置在頭錐整流罩之內,整個試驗飛行器的長度超過30ft(9.14m),直徑54in(1.37m),重量為36000lb(16.3t)。

  國防部研究的高超聲速滑翔飛行器旨在探索如何在大氣層內實現數十分鐘的高速飛行。懷澤頓稱“與典型的彈道式再入飛行器從再入到落地只有20~30s的時間相比,滑翔飛行器要承受更長時間的氣動加熱”,“熱防護系統必須更加複雜。評估熱防護系統的性能也是項目的一項主要工作。”

  在國會的激勵下,國防部已經調整目標,到2020年,要啟動常規快速打擊採辦項目。迄今為止,常規快速打擊項目已經耗資12億美元,未來五年計劃投入10億美元,其中2018財年計劃投入2.01億美元。項目關注對部件和分系統技術成熟度的驗證,通過飛行試驗達到降低風險的目的。國防部預算顯示,項目支持開展助推器、有效載荷投送飛行器、非核戰鬥部、熱防護系統、制導系統等的設計、研發和試驗,以及試驗靶場的現代化,任務規劃和作戰使能技術等。

  常規快速打擊項目後續還計劃開展兩次試驗,一次在2020年,另一次大概在2022年,懷澤頓稱“我們將利用此次飛行試驗採集的數據,改進我們的模型,完善可能用於未來作戰系統的操作方案。之後,我們會繼續降低技術風險,繼續推動滿足作戰能力所需的各項技術發展成熟,在下次飛行試驗中,我們可能會對其中的部分技術進行驗證。”儘管制定的計劃是在2022年開展第三次飛行試驗,但懷澤頓稱計劃存在變數,“對我而言,很難預測從現在開始未來4年某一技術領域的發展情況,因為技術的發展日新月異”。

  懷澤頓表示,“與2014年的試驗飛行器相比,此次試驗飛行器的尺寸有所縮小。三年前該項目的指導方向是維持原有的部署方案,海基部署作為一種備選方案。與陸基部署相比,海基方案會受到更多的體積限制。因此,必須縮小高超聲速滑翔飛行器的尺寸。”

  常規快速打擊項目飛行試驗的頻率較低,國防部堅持自己的高超聲速技術成熟化發展途徑,即採用一種“協同組合”的試驗方法,綜合運用建模仿真、地面試驗和飛行試驗,最終目標是在近期正式確立採辦項目。

  國防部表示,常規快速打擊項目依靠美國強大的地面試驗和建模仿真能力,能以可靠的方法實現技術成熟。通過該方法,國防部將以遠低於飛行試驗的成本獲取數據。

  在降低高超聲速滑翔飛行器技術風險的同時,國防部開始關注專門用於發射此類飛行器的新型助推器的研發。懷澤頓表示, “更有目的的製造助推器,可在交付時獲得所需的作戰能力”。他還指出,五角大樓目前還沒有做出研發高超聲速打擊採辦項目的決定。

  從2014年起,海軍戰略系統辦公室就一直讓洛•馬和雷神公司設計進攻性高超聲速武器的技術方案,作為常規快速打擊能力備選方案分析工作的一部分,國防部計劃在2020年正式確立項目。這兩家公司不需要完成對具體高超聲速武器的系統級開發。技術比較是為了評估不同方案的技術選擇,比較方案的性能、技術以及成本。

  同時,五角大樓的官員還將繼續思考美軍突然打擊關鍵目標的作戰需求,提出時敏目標打擊武器(TSTEW)這樣一個新的項目術語。2016年9月27日,美國參謀長聯席會議主席保羅•賽爾瓦將軍領導的聯合需求監督委員會召開會議,對TSTEW項目進行評審,包括高超聲速打擊武器的需求。麗莎•勞倫斯少校向《防務內情》透露,去年秋季的監督委員會會議認為,“TSTEW能夠涵蓋所有的能力需求。機密的會議備忘錄重申了之前通過的PGS文件的有效性,並且為該主題的進一步分析工作提供了更新的指導意見。”

  二、小結分析

  此次試驗距離上次AHW飛行試驗已經過去3年時間,下表中將AHW三次飛行試驗的相關情況作了總結對比。

  表1。 三次飛行試驗的方案和結果比較
    
首飛試驗

第二次飛行試驗

第三次飛行試驗

試驗時間

2011年11月

2014年8月

2017年10月

發射靶場

夏威夷考艾島的太平洋導彈靶場

阿拉斯加的卡迪亞克發射場

夏威夷考艾島的太平洋導彈靶場

目標落區

夸賈林環礁

夸賈林環礁

夸賈林環礁

射程

4000km

5600km

4000km

飛行時間

半小時以內

1小時以內

半小時以內

助推火箭

STARS助推器(10.5m)

STARS-4助推器(14.5m)

STARS助推器(9.14m)

試驗目的

採集與高超聲速助推滑翔技術相關的重要數據,測試飛行器在大氣層內的遠程飛行性能。

重點驗證末段制導與控制技術。

滑翔器與戰鬥部集成,驗證改進的飛行控制軟件、機動時的高過載能力、先進的航電設備、分系統的小型化以及改進的制導算法。

結果

成功完成所有的飛行試驗目標

發射後4s終止試驗,滑翔飛行器未獲驗證

成功完成目標,但是否驗證戰鬥部集成未確定。

  與前兩次飛行試驗相比,此次試驗採用了與首飛試驗一樣的靶場條件和試驗助推器,飛行距離和飛行時間也大體相當,只是新的滑翔飛行器的尺寸作了縮減,試驗的重點是驗證滑翔飛行器及其分系統的小型化,為適應未來的潛艇發射的作戰需求做準備。同時試驗的責任部門從陸軍航天與導彈防禦司令部變更為海軍戰略系統項目辦公室,凸顯出未來美國中遠程滑翔導彈採用潛基部署的特點。

  從試驗報道來看,此次試驗充分繼承之前AHW項目的技術成果。此外,在實現滑翔飛行器尺寸縮減的同時,美國還在積極推動新型助推器的研發工作以支持滑翔飛行器的潛基部署,預計將在後續試驗中使用。當前的試驗除了進一步開展飛行器關鍵技術的演示驗證,還突出了武器化集成、作戰操作和使能技術的演示驗證,為未來的武器化發展鋪平道路。


  此次試驗的目標和採集的數據處於保密狀態,報道中強調美國的試驗體制正在調整為以建模仿真和地面試驗為主,飛行試驗為輔的狀態,飛行試驗重在採集關鍵數據,用於修正、完善仿真模型,進一步優化成本,提高試驗效率。後續,美國只計劃在2020年和2022年開展兩次飛行試驗,支撐潛射型滑翔飛行器武器化研究的風險降低工作。

  美國目前尚未做出設立高超聲速打擊採辦項目的決策,但常規快速打擊項目的負責人指出美國將在2020年正式提出武器化發展項目,支撐美國常規快速打擊能力的發展。

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