【大纪元2025年02月17日讯】（英文大纪元专栏作家Shawn Rostker撰文／信宇编译）几十年来，美国一直在探索研究和开发高超音速武器技术。从历史上看，这类研发资金一直相对较少，然而近年来，美国国防部（Department of Defense，简称DoD）越来越强烈地表达了加快研发和部署这些高超音速武器系统的愿望。要求增加高超音速武器资金的论点正逐渐获得立法者的支持，尽管这种论点而基于对竞争对手能力的不切实际的假设，缺乏令人信服的技术或战略理由来证明其必要性。在匆忙向这些平台投入更多资金之前，五角大楼必须证明，研发高超音速武器不仅仅是为了在物质上与我们的国际对手匹敌，而是能够切切实实地促进美国的战略利益。到目前为止，这个理由还没有得到证实。
高超音速武器（hypersonic weapons，通常统称为hypersonics），通常分为两大类：高超音速滑翔飞行器（hypersonic glide vehicle，简称HGV）与高超音速巡航导弹（hypersonic cruise missile，简称HCM）。其中，高超音速滑翔飞行器（HGV）又分为远程（long-range）和战区（theater-range）两类。高音速滑翔飞行器由火箭助推器发射进入太空，然后重返大气层，在没有动力的情况下滑翔至目标。远程高超音速滑翔飞行器专为全球战略打击任务而设计，其运行速度可超过15马赫。相比之下，战区高超音速武器是为短程区域任务而设计的，这些系统的运行速度通常较低，约为5—10马赫，旨在避开区域导弹防御系统的侦测。另外，高超音速巡航导弹（HCM）也可以由火箭助推器发射，在部分飞行过程中由超燃冲压发动机提供动力，该发动机从大气中吸入空气燃烧燃料。它们的飞行速度为5—10马赫。
高超音速武器辩论中的一个普遍观点就是，美国需要这些能力来与俄罗斯和中共竞争。这两个国家都在进行高超音速技术的研发，而且都声称已经开始部署高超音速系统。中共据称已经部署了一个单一平台“东风-征服”（DF-ZF），这是一种部署在“东风-17”（DF-17）中程弹道导弹上的短程高超音速飞行器，中共政权声称该飞行器已投入使用并具有双重能力，即能够携带常规弹头和核弹头。中共还在开发一种所谓的高超音速巡航导弹，代号为“星空2号”（Xingkong-2），然而该系统只进行了有限的测试，尚未投入实战。与此同时，据报导，俄罗斯已部署了三种自称是高超音速武器的系统，即短程“锆石”（Tsirkon）高超音速巡航导弹、远程“先锋”（Avangard）高超音速滑翔飞行器和“匕首”（Kinzhal）短程空射机动弹道导弹等。所有这些武器在测试过程中都遇到了问题，或在实战中只是取得了有限的成功。
中共和俄罗斯都在发展高超音速军事技术，这让一些人感到焦虑，他们认为美国在军事技术上落后了，现在需要“追赶”对手。事实上，这些焦虑都是毫无根据的。这些高超音速系统在真实场景中的作战性能存在疑问，而且对手的高超音速技术是否真的对美军的质量优势造成影响，这也需要打上一个大大的问号。2011年的远程高超音速技术飞行器II号（Hypersonic Technology Vehicle 2，简称HTV-2）试验失败后，美国在很大程度上放弃了远程系统的研发，转而关注可执行常规反制任务的战区高超音速系统，即突破区域防御，向时间敏感目标发射高精度常规弹头。这仍然是当今华盛顿支持高超音速技术的主要动机。
美国国防部将高超音速武器视为对抗对手新兴的反介入/区域拒止（anti-access/area-denial，简称A2/AD）能力战略的潜在组成部分。A2/AD是指中共和俄罗斯等国利用先进的导弹防御系统、电子战、情报能力和其它技术限制美军进入关键地区，从而建立美军难以行动的区域的努力。从理论上讲，高超音速技术可以为打击这些区域内的高价值、时间敏感目标提供一种手段，并为美军为消除A2/AD网络中的敌对关键要素采取行动时，提供一种潜在的可生存的进攻选项。
然而，如果美国真的在寻找解决其所认为的A2/AD挑战的方案，那么现有的一些科技能力已经可以满足军方的需求。国会和国防部应更仔细地研究在传统弹道导弹上发射的“机动重返大气层飞行器”（maneuverable reentry vehicle，简称MaRV），将其作为克服A2/AD防御的一种可能替代方案。机动重返大气层飞行器基本上可以完成高超音速技术所能完成的一切任务，能够完成战区任务，而且与新型高超音速平台相比，其建造时间更短，成本更低。在当前的紧要关头，如果没有进行这样的比较分析，不能解决高超音速武器的性能问题，那么追求高超音速技术将使美国的军事采购沦为一个被动反应过程，而不是对军事需求的理性评估。
要了解原因，就必须对高超音速武器的技术和战略方面进行评估。进行这样的评估之后就会发现，对于高超音速武器价值的一些主张在很大程度上言过其实。
首先，高超音速武器被描述为比其它运载系统的速度更快。虽然它们确实比目前的巡航导弹快，但并不比弹道导弹更快。高超音速飞行在大气层内会产生很大的阻力和热量，这限制了高超音速武器的速度。弹道导弹，尤其是以俯冲弹道发射的弹道导弹，可以实现更短的投射时间，部分原因是它们在大部分飞行路径上与大气层的相互作用最小。这一点对远程和战区高超音速武器都适用。如果到达目标的时间是评估武器系统必要性的重要指标，那么高超音速武器不一定能带来战略优势。
其次，远程高超音速系统尤其面临严峻的技术挑战。以高超音速持续飞行会产生极大的热应力，可能危及这些武器的结构完整性。此外，在远程高超声速飞行器飞行初期，其速度会导致飞行器周围的空气发生电离，形成等离子体鞘层，从而干扰无线电信号，阻碍通信。随着高超音速滑翔飞行器在滑行阶段的速度减慢，这种等离子体遮蔽效应会逐渐消散，但仍会阻碍无线电信号的传输，使武器在此之前无法进行实时通信或制导。这使其依赖于预编程指令，对防御性反制措施的反应能力较弱。战区射程高超音速武器设计用于较短的距离和较低的速度，很可能不会产生等离子鞘层，但仍会遇到发热方面的挑战。
再次，高超音速武器的所谓隐形能力可能并不像人们通常所说的那样强大。虽然低空飞行确实会缩小地面雷达系统的探测距离，然而这些雷达仍能在数百公里的距离上探测到它们。此外，在足够高的速度下，高超音速飞行在大气层中产生的强烈热量会产生明亮的红外线讯号，因此能够被太空预警卫星探测到。另外，即使在滑翔阶段之前，高超音速飞行器也必须首先使用类似弹道导弹的火箭助推器进行发射。这些发射产生的尾气羽流同样很容易被太空探测传感器探测到。一旦被预警卫星捕捉到，该武器的初始方向就会被知晓，从而使防御者有能力开始判断其可能的目标，并决定采取哪些防御措施。高超音速武器不可能是隐形子弹。
高超音速导弹与传统弹道导弹的最大区别或许在于，它们在飞行中段的机动能力。然而，与速度和隐隐身性一样，高超音速导弹的机动能力也被夸大了。在滑翔阶段改变弹道需要利用作用在飞行器上的空气动力。机动过程会产生更大的阻力，这反过来又会减慢飞行器的速度，缩小飞行器的总航程，并加剧表面发热的问题，这意味着飞行器无论在躲避侦测方面获得多少收益，都会在航程和速度方面有所损失。因此，认为高超音速武器可以在大气层中自由穿行，躲避所有防御措施的想法都是不正确的。实际上，所有高超音速武器都将面临机动能力、速度和射程之间的权衡取舍，这将削弱此类武器的实际效用。
同时，开发高超音速巡航导弹还面临更多挑战。超音速燃烧冲压引擎（scramjet）的技术尚不成熟，其在整个飞行过程中保持稳定燃烧的能力也存在不确定性。以喷气燃料为动力的高超音速巡航导弹（如美国目前正在研制的型号）的速度限制在7—8马赫以下。此外，评估和改进这些系统所需的合适的风洞试验设施也很缺乏。大多数现有的风洞试验设施都不具备准确复制高超音速飞行器测试所需的高速、高温条件的能力，而目前正在建造的风洞也无法完全再现高超音速大气飞行的所有方面。这方面的设施短缺会导致研发延误，成本增加，并限制完善和改进高超声速飞行器技术的机会。
更具挑战性的是，高超音速武器面临着电子设计和加固方面的障碍。嵌入式电子设备必须在持续高超音速飞行过程中承受极端温度、机械振动和冲击波，然而现有材料却难以承受重返大气层和低层大气飞行过程中的快速温度波动。此外，可部署高超音速飞行器还需要执行多项关键功能，包括管理指令响应和系统协调的任务计算、轨迹控制和传感器管理的飞行计算，以及雷达和其它传感器输入的实时处理，同时还要与指挥网络保持安全、不间断的通信。设计和配置一个或多个具有足够计算和处理能力的子系统，以便在不增加体积或影响有效载荷的情况下执行这些功能，是一项持续的巨大挑战。目前的微电子技术在热阻和带宽之间缺乏理想的平衡，无法在设计过程中避免折衷，而且很少有商业供应商能够满足军用高超音速应用的严格要求。因此，商业采购的元件需要进行广泛的加固处理，以满足超乎寻常的耐用性要求，然而并非所有商业产品都适合高超音速应用。此外，此类部件大多数都由美国制造商生产，或使用受美国出口管制的技术，旨在增加竞争对手采购的难度。以上讨论的其中一些问题也适用于机动重返大气层飞行器，尽管这类飞行器极端加热和振动的持续时间以及需要通信和机动的时间比高超音速武器要短得多。
即使能克服这些工程和制造方面的障碍，大多数高超音速武器仍有可能受到现有战区导弹防御系统的攻击。技术分析表明，美国“宙斯盾”（Aegis）弹道导弹防御系统和陆军“爱国者”PAC-3导弹防御系统可以拦截以10马赫或更慢速度飞行的高超音速武器，拦截时机是它们从滑翔高度俯冲向地面目标时。这就意味着，以10马赫或更慢速度开始滑翔的战区射程武器无法躲避这些防御系统。同样，在整个飞行轨迹上低于大约7马赫的高超音速巡航导弹也太慢了。远程高超音速飞行器有可能能够突破导弹防御系统，但前提是它们在开始向目标俯冲时，速度仍高于约10马赫。俄罗斯和中共的高超音速飞行器据称能在10—12马赫的范围内运行，但它们在飞行过程中会受到足够的大气阻力，其速度可能会减慢到足以受到“爱国者”和“宙斯盾”导弹防御系统的拦截。
综上所述，美国研发高超音速技术的理由仍然不充分。那么，为什么俄罗斯和中共等国会争先恐后地部署他们称之为“高超音速”的武器系统呢？
首先，高超音速技术可以作为敌对国家一种投射力量的方式，并声称某种程度而言在技术上与美国平起平坐。俄罗斯和中共都认为高超音速技术有可能抵消美国在战区导弹防御和精确打击能力等方面的优势，并使美国的防御计划变得复杂化，当然前提是他们能够克服众多相关技术上的挑战。
其次，高超音速技术是一种有效的心理和地缘政治工具，可让俄罗斯和中共将自己描绘成这个领域的技术领导者，因为他们认为高超音速技术可带来全球声誉。对俄罗斯来说，这也是展示军事创新以保持其在全球军火市场影响力的一种手段，即使这些武器的实战使用结果并未达到预期。与此同时，中共将高超音速技术视为其挑战美国在印度洋-太平洋地区海军主导地位战略的一个可能要素。而美国一些领导人公开表达的担忧则进一步助长了这种威胁感，并夸大了敌对国家高超音速技术的发展所带来的威胁，尽管他们本身在这方面的发展仍然面临艰钜的挑战。
然而，美国不必跟随俄罗斯和中共走上这条代价高昂、效能有限的道路。美国有更好的选择来保持其一直以来的军事优势。
2023年1月，美国国会预算办公室（Congressional Budget Office，简称CBO）发布的一项题为“美国高超音速武器及其替代品”（U.S. Hypersonic Weapons and Alternatives）的报告指出，高超音速导弹的部署成本可能比同等射程、配备机动弹头的弹道导弹高出三分之一。这还不包括所有高技术军事系统不可避免的成本超支。此外，2024年7月，美国政府问责局（Government Accountability Office，简称GAO）发布的一项题为“高超音速武器：国防部可通过遵循领先做法降低成本和进度风险”（Hypersonic Weapons: DOD Could Reduce Cost and Schedule Risks by Following Leading Practices）的研究发现，由于五角大楼未能采用领先的行业典范做法，成本估算也不够充分，国防部的高超音速武器研发很容易出现严重的成本超支和进度风险。高超音速武器非但不会给战争带来革命性的变化，反而会给五角大楼带来又一个成本高昂却成效不佳的项目。
高超音速武器，无论是远程、短程还是巡航导弹，都面临着技术和生产方面的挑战，这使得它们对于五角大楼所宣称的突破对手“拒止区域”的目标来说变得根本没有必要。
这并不是说高超音速技术在美国未来的军事战略中没有作用，然而迄今为止，它们的价值主张未能明确界定其对美国的战略利益。
现在是对高超音速武器的争论进行更批判性审视的时候了，这种审视应优先考虑战略价值、技术可行性和财政责任，而不是高超音速武器在速度和机动性等方面的虚假诱惑。
本文刊自“真相在线”（RealClearWire）网站。
作者简介：
肖恩‧罗斯特克（Shawn Rostker）是总部位于华盛顿特区的美国军控与防扩散中心（Center for Arms Control and Non-Proliferation）的研究分析员，他的工作重点是核战略、军控和新兴技术等。他拥有乔治敦大学（Georgetown University）安全研究硕士学位，曾在《原子科学家公报》（the Bulletin of the Atomic Scientists）、《外交官》（The Diplomat）、《加州事务》（CalMatters）和《亚洲时报》（Asia Times）等期刊上发表文章。
原文：Hypersonic Overhype: Challenging the Strategic Necessity of High-Speed Arms刊登于英文《大纪元时报》。
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