【名家專欄】過度炒作的中俄高超音速武器
【大紀元2025年02月17日訊】（英文大紀元專欄作家Shawn Rostker撰文／信宇編譯）幾十年來，美國一直在探索研究和開發高超音速武器技術。從歷史上看，這類研發資金一直相對較少，然而近年來，美國國防部（Department of Defense，簡稱DoD）越來越強烈地表達了加快研發和部署這些高超音速武器系統的願望。要求增加高超音速武器資金的論點正逐漸獲得立法者的支持，儘管這種論點而基於對競爭對手能力的不切實際的假設，缺乏令人信服的技術或戰略理由來證明其必要性。在匆忙向這些平台投入更多資金之前，五角大樓必須證明，研發高超音速武器不僅僅是為了在物質上與我們的國際對手匹敵，而是能夠切切實實地促進美國的戰略利益。到目前為止，這個理由還沒有得到證實。
高超音速武器（hypersonic weapons，通常統稱為hypersonics），通常分為兩大類：高超音速滑翔飛行器（hypersonic glide vehicle，簡稱HGV）與高超音速巡航導彈（hypersonic cruise missile，簡稱HCM）。其中，高超音速滑翔飛行器（HGV）又分為遠程（long-range）和戰區（theater-range）兩類。高音速滑翔飛行器由火箭助推器發射進入太空，然後重返大氣層，在沒有動力的情況下滑翔至目標。遠程高超音速滑翔飛行器專為全球戰略打擊任務而設計，其運行速度可超過15馬赫。相比之下，戰區高超音速武器是為短程區域任務而設計的，這些系統的運行速度通常較低，約為5—10馬赫，旨在避開區域導彈防禦系統的偵測。另外，高超音速巡航導彈（HCM）也可以由火箭助推器發射，在部分飛行過程中由超燃沖壓發動機提供動力，該發動機從大氣中吸入空氣燃燒燃料。它們的飛行速度為5—10馬赫。
高超音速武器辯論中的一個普遍觀點就是，美國需要這些能力來與俄羅斯和中共競爭。這兩個國家都在進行高超音速技術的研發，而且都聲稱已經開始部署高超音速系統。中共據稱已經部署了一個單一平台「東風-征服」（DF-ZF），這是一種部署在「東風-17」（DF-17）中程彈道導彈上的短程高超音速飛行器，中共政權聲稱該飛行器已投入使用並具有雙重能力，即能夠攜帶常規彈頭和核彈頭。中共還在開發一種所謂的高超音速巡航導彈，代號為「星空2號」（Xingkong-2），然而該系統只進行了有限的測試，尚未投入實戰。與此同時，據報導，俄羅斯已部署了三種自稱是高超音速武器的系統，即短程「鋯石」（Tsirkon）高超音速巡航導彈、遠程「先鋒」（Avangard）高超音速滑翔飛行器和「匕首」（Kinzhal）短程空射機動彈道導彈等。所有這些武器在測試過程中都遇到了問題，或在實戰中只是取得了有限的成功。
中共和俄羅斯都在發展高超音速軍事技術，這讓一些人感到焦慮，他們認為美國在軍事技術上落後了，現在需要「追趕」對手。事實上，這些焦慮都是毫無根據的。這些高超音速系統在真實場景中的作戰性能存在疑問，而且對手的高超音速技術是否真的對美軍的質量優勢造成影響，這也需要打上一個大大的問號。2011年的遠程高超音速技術飛行器II號（Hypersonic Technology Vehicle 2，簡稱HTV-2）試驗失敗後，美國在很大程度上放棄了遠程系統的研發，轉而關注可執行常規反制任務的戰區高超音速系統，即突破區域防禦，向時間敏感目標發射高精度常規彈頭。這仍然是當今華盛頓支持高超音速技術的主要動機。
美國國防部將高超音速武器視為對抗對手新興的反介入/區域拒止（anti-access/area-denial，簡稱A2/AD）能力戰略的潛在組成部分。A2/AD是指中共和俄羅斯等國利用先進的導彈防禦系統、電子戰、情報能力和其它技術限制美軍進入關鍵地區，從而建立美軍難以行動的區域的努力。從理論上講，高超音速技術可以為打擊這些區域內的高價值、時間敏感目標提供一種手段，並為美軍為消除A2/AD網絡中的敵對關鍵要素採取行動時，提供一種潛在的可生存的進攻選項。
然而，如果美國真的在尋找解決其所認為的A2/AD挑戰的方案，那麼現有的一些科技能力已經可以滿足軍方的需求。國會和國防部應更仔細地研究在傳統彈道導彈上發射的「機動重返大氣層飛行器」（maneuverable reentry vehicle，簡稱MaRV），將其作為克服A2/AD防禦的一種可能替代方案。機動重返大氣層飛行器基本上可以完成高超音速技術所能完成的一切任務，能夠完成戰區任務，而且與新型高超音速平台相比，其建造時間更短，成本更低。在當前的緊要關頭，如果沒有進行這樣的比較分析，不能解決高超音速武器的性能問題，那麼追求高超音速技術將使美國的軍事採購淪為一個被動反應過程，而不是對軍事需求的理性評估。
要了解原因，就必須對高超音速武器的技術和戰略方面進行評估。進行這樣的評估之後就會發現，對於高超音速武器價值的一些主張在很大程度上言過其實。
首先，高超音速武器被描述為比其它運載系統的速度更快。雖然它們確實比目前的巡航導彈快，但並不比彈道導彈更快。高超音速飛行在大氣層內會產生很大的阻力和熱量，這限制了高超音速武器的速度。彈道導彈，尤其是以俯衝彈道發射的彈道導彈，可以實現更短的投射時間，部分原因是它們在大部分飛行路徑上與大氣層的相互作用最小。這一點對遠程和戰區高超音速武器都適用。如果到達目標的時間是評估武器系統必要性的重要指標，那麼高超音速武器不一定能帶來戰略優勢。
其次，遠程高超音速系統尤其面臨嚴峻的技術挑戰。以高超音速持續飛行會產生極大的熱應力，可能危及這些武器的結構完整性。此外，在遠程高超聲速飛行器飛行初期，其速度會導致飛行器周圍的空氣發生電離，形成等離子體鞘層，從而干擾無線電信號，阻礙通信。隨著高超音速滑翔飛行器在滑行階段的速度減慢，這種等離子體遮蔽效應會逐漸消散，但仍會阻礙無線電信號的傳輸，使武器在此之前無法進行實時通信或制導。這使其依賴於預編程指令，對防禦性反制措施的反應能力較弱。戰區射程高超音速武器設計用於較短的距離和較低的速度，很可能不會產生等離子鞘層，但仍會遇到發熱方面的挑戰。
再次，高超音速武器的所謂隱形能力可能並不像人們通常所說的那樣強大。雖然低空飛行確實會縮小地面雷達系統的探測距離，然而這些雷達仍能在數百公里的距離上探測到它們。此外，在足夠高的速度下，高超音速飛行在大氣層中產生的強烈熱量會產生明亮的紅外線訊號，因此能夠被太空預警衛星探測到。另外，即使在滑翔階段之前，高超音速飛行器也必須首先使用類似彈道導彈的火箭助推器進行發射。這些發射產生的尾氣羽流同樣很容易被太空探測傳感器探測到。一旦被預警衛星捕捉到，該武器的初始方向就會被知曉，從而使防禦者有能力開始判斷其可能的目標，並決定採取哪些防禦措施。高超音速武器不可能是隱形子彈。
高超音速導彈與傳統彈道導彈的最大區別或許在於，它們在飛行中段的機動能力。然而，與速度和隱隱身性一樣，高超音速導彈的機動能力也被誇大了。在滑翔階段改變彈道需要利用作用在飛行器上的空氣動力。機動過程會產生更大的阻力，這反過來又會減慢飛行器的速度，縮小飛行器的總航程，並加劇表面發熱的問題，這意味著飛行器無論在躲避偵測方面獲得多少收益，都會在航程和速度方面有所損失。因此，認為高超音速武器可以在大氣層中自由穿行，躲避所有防禦措施的想法都是不正確的。實際上，所有高超音速武器都將面臨機動能力、速度和射程之間的權衡取捨，這將削弱此類武器的實際效用。
同時，開發高超音速巡航導彈還面臨更多挑戰。超音速燃燒衝壓引擎（scramjet）的技術尚不成熟，其在整個飛行過程中保持穩定燃燒的能力也存在不確定性。以噴氣燃料為動力的高超音速巡航導彈（如美國目前正在研製的型號）的速度限制在7—8馬赫以下。此外，評估和改進這些系統所需的合適的風洞試驗設施也很缺乏。大多數現有的風洞試驗設施都不具備準確複製高超音速飛行器測試所需的高速、高溫條件的能力，而目前正在建造的風洞也無法完全再現高超音速大氣飛行的所有方面。這方面的設施短缺會導致研發延誤，成本增加，並限制完善和改進高超聲速飛行器技術的機會。
更具挑戰性的是，高超音速武器面臨著電子設計和加固方面的障礙。嵌入式電子設備必須在持續高超音速飛行過程中承受極端溫度、機械振動和衝擊波，然而現有材料卻難以承受重返大氣層和低層大氣飛行過程中的快速溫度波動。此外，可部署高超音速飛行器還需要執行多項關鍵功能，包括管理指令響應和系統協調的任務計算、軌跡控制和傳感器管理的飛行計算，以及雷達和其它傳感器輸入的實時處理，同時還要與指揮網絡保持安全、不間斷的通信。設計和配置一個或多個具有足夠計算和處理能力的子系統，以便在不增加體積或影響有效載荷的情況下執行這些功能，是一項持續的巨大挑戰。目前的微電子技術在熱阻和帶寬之間缺乏理想的平衡，無法在設計過程中避免折衷，而且很少有商業供應商能夠滿足軍用高超音速應用的嚴格要求。因此，商業採購的元件需要進行廣泛的加固處理，以滿足超乎尋常的耐用性要求，然而並非所有商業產品都適合高超音速應用。此外，此類部件大多數都由美國製造商生產，或使用受美國出口管制的技術，旨在增加競爭對手採購的難度。以上討論的其中一些問題也適用於機動重返大氣層飛行器，儘管這類飛行器極端加熱和振動的持續時間以及需要通信和機動的時間比高超音速武器要短得多。
即使能克服這些工程和製造方面的障礙，大多數高超音速武器仍有可能受到現有戰區導彈防禦系統的攻擊。技術分析表明，美國「宙斯盾」（Aegis）彈道導彈防禦系統和陸軍「愛國者」PAC-3導彈防禦系統可以攔截以10馬赫或更慢速度飛行的高超音速武器，攔截時機是它們從滑翔高度俯衝向地面目標時。這就意味著，以10馬赫或更慢速度開始滑翔的戰區射程武器無法躲避這些防禦系統。同樣，在整個飛行軌跡上低於大約7馬赫的高超音速巡航導彈也太慢了。遠程高超音速飛行器有可能能夠突破導彈防禦系統，但前提是它們在開始向目標俯衝時，速度仍高於約10馬赫。俄羅斯和中共的高超音速飛行器據稱能在10—12馬赫的範圍內運行，但它們在飛行過程中會受到足夠的大氣阻力，其速度可能會減慢到足以受到「愛國者」和「宙斯盾」導彈防禦系統的攔截。
綜上所述，美國研發高超音速技術的理由仍然不充分。那麼，為什麼俄羅斯和中共等國會爭先恐後地部署他們稱之為「高超音速」的武器系統呢？
首先，高超音速技術可以作為敵對國家一種投射力量的方式，並聲稱某種程度而言在技術上與美國平起平坐。俄羅斯和中共都認為高超音速技術有可能抵消美國在戰區導彈防禦和精確打擊能力等方面的優勢，並使美國的防禦計劃變得複雜化，當然前提是他們能夠克服眾多相關技術上的挑戰。
其次，高超音速技術是一種有效的心理和地緣政治工具，可讓俄羅斯和中共將自己描繪成這個領域的技術領導者，因為他們認為高超音速技術可帶來全球聲譽。對俄羅斯來說，這也是展示軍事創新以保持其在全球軍火市場影響力的一種手段，即使這些武器的實戰使用結果並未達到預期。與此同時，中共將高超音速技術視為其挑戰美國在印度洋-太平洋地區海軍主導地位戰略的一個可能要素。而美國一些領導人公開表達的擔憂則進一步助長了這種威脅感，並誇大了敵對國家高超音速技術的發展所帶來的威脅，儘管他們本身在這方面的發展仍然面臨艱鉅的挑戰。
然而，美國不必跟隨俄羅斯和中共走上這條代價高昂、效能有限的道路。美國有更好的選擇來保持其一直以來的軍事優勢。
2023年1月，美國國會預算辦公室（Congressional Budget Office，簡稱CBO）發布的一項題為「美國高超音速武器及其替代品」（U.S. Hypersonic Weapons and Alternatives）的報告指出，高超音速導彈的部署成本可能比同等射程、配備機動彈頭的彈道導彈高出三分之一。這還不包括所有高技術軍事系統不可避免的成本超支。此外，2024年7月，美國政府問責局（Government Accountability Office，簡稱GAO）發布的一項題為「高超音速武器：國防部可通過遵循領先做法降低成本和進度風險」（Hypersonic Weapons: DOD Could Reduce Cost and Schedule Risks by Following Leading Practices）的研究發現，由於五角大樓未能採用領先的行業典範做法，成本估算也不夠充分，國防部的高超音速武器研發很容易出現嚴重的成本超支和進度風險。高超音速武器非但不會給戰爭帶來革命性的變化，反而會給五角大樓帶來又一個成本高昂卻成效不佳的項目。
高超音速武器，無論是遠程、短程還是巡航導彈，都面臨著技術和生產方面的挑戰，這使得它們對於五角大樓所宣稱的突破對手「拒止區域」的目標來説變得根本沒有必要。
這並不是說高超音速技術在美國未來的軍事戰略中沒有作用，然而迄今為止，它們的價值主張未能明確界定其對美國的戰略利益。
現在是對高超音速武器的爭論進行更批判性審視的時候了，這種審視應優先考慮戰略價值、技術可行性和財政責任，而不是高超音速武器在速度和機動性等方面的虛假誘惑。
本文刊自「真相在線」（RealClearWire）網站。
作者簡介：
肖恩‧羅斯特克（Shawn Rostker）是總部位於華盛頓特區的美國軍控與防擴散中心（Center for Arms Control and Non-Proliferation）的研究分析員，他的工作重點是核戰略、軍控和新興技術等。他擁有喬治敦大學（Georgetown University）安全研究碩士學位，曾在《原子科學家公報》（the Bulletin of the Atomic Scientists）、《外交官》（The Diplomat）、《加州事務》（CalMatters）和《亞洲時報》（Asia Times）等期刊上發表文章。
原文：Hypersonic Overhype: Challenging the Strategic Necessity of High-Speed Arms刊登於英文《大紀元時報》。
本文僅代表作者本人觀點，並不一定反映《大紀元時報》立場。
責任編輯：高靜#