俄羅斯高超聲速技術(shù)發(fā)展綜述

俄羅斯高超聲速技術(shù)發(fā)展綜述

俄羅斯大力研發(fā)高超聲速武器近年來，美國在高超速技術(shù)方面取得的巨大進展使俄羅斯意識到了新的潛在危機。2012年,俄羅斯副總理迪米特利·羅戈津表示,俄羅斯必須重啟高超聲速武器研發(fā)項目,以應(yīng)對美國在未來可能形成的高超聲速作戰(zhàn)能力,號召俄羅斯工業(yè)部門大力研發(fā)高超聲速技術(shù)。2014年4、5月,俄羅斯接連披露高超聲速方面的研發(fā)動態(tài),顯示其逐漸加大了對高超聲速技術(shù)的研發(fā)力度。本文將對俄羅斯高超聲速技術(shù)的發(fā)展進行梳理。1高超聲速發(fā)動機進入飛行試驗階段早在20世紀(jì)50年代末,俄羅斯(蘇聯(lián))便開始了超燃沖壓發(fā)動機的基礎(chǔ)研究工作,在世界高超聲速技術(shù)領(lǐng)域曾占有舉足輕重的地位。80年代冷戰(zhàn)期間,蘇聯(lián)與美國進行了大規(guī)模的軍備競賽,在高超聲速戰(zhàn)略導(dǎo)彈、空天飛機、高超聲速飛行器等領(lǐng)域都開展了大量的研究,代表項目有Х-90高超聲速戰(zhàn)略導(dǎo)彈、1986年開始設(shè)計的圖-2000空天飛機以及1987年開展的冷(Kholod)項目。期間,俄羅斯的超燃沖壓發(fā)動機研究進入加速狀態(tài)。20世紀(jì)90年代,隨著冷戰(zhàn)的結(jié)束和蘇聯(lián)的解體,俄羅斯逐步形成了以“非對稱”戰(zhàn)略為牽引的軍事理論。在此軍事理論牽引下,俄羅斯繼續(xù)大力發(fā)展高超聲速項目,超燃沖壓發(fā)動機進入飛行試驗階段,其高超聲速技術(shù)水平已處于世界領(lǐng)先地位,與美國形成競相爭霸之勢。1991年11月27日,冷飛行器進行首次飛行試驗,為人類開啟了高超聲速飛行試驗的大門,首次實現(xiàn)了從亞燃到超燃模態(tài)的轉(zhuǎn)換,并在第五次飛行試驗中創(chuàng)造了Ma=6.5的紀(jì)錄。此外,90年代,俄羅斯還研發(fā)了針、針-31以及彩虹-D2等高超聲速飛行器,這些飛行器被稱為第二代高超聲速試驗室(TheSecondHFL)。同時,俄羅斯還大力發(fā)展空天飛機對抗美國的NASP計劃,包括阿雅克斯(AJAX)高超聲速飛行器、鷹(ORYOL)可重復(fù)使用運載器等。2高超聲速技術(shù)的研發(fā)活動進入低碳化社會進入21世紀(jì)以來,在美國主導(dǎo)的新軍事變革沖擊以及本國經(jīng)濟的影響下,俄羅斯將戰(zhàn)略核力量作為維護國家安全的主要遏制力量,并施行“核遏制”的戰(zhàn)略,實施“先發(fā)制人”的核打擊原則。在這一背景下,俄羅斯的高超聲速技術(shù)研發(fā)活動進入低潮。以俄羅斯中央流體動力學(xué)研究院(CentralAerohydrodynamicsInstitute,TsAGI)為例,2000—2010年幾乎沒有發(fā)表與高超聲速相關(guān)的AD或AIAA報告,而2010—2013年發(fā)表AIAA論文就達到了10篇(內(nèi)容涉及繞錐體的層流-湍流轉(zhuǎn)捩、湍流中的噪聲源的建模、不穩(wěn)定波控制、斜激波與附面層的二維相互作用等)。由于缺少大型高超聲速項目的牽引,俄羅斯在高超聲速領(lǐng)域的影響力和地位日漸被美國趕超。3回流的痕跡由于高層戰(zhàn)略政策的調(diào)整,近兩年,俄羅斯高超聲速研發(fā)活動呈現(xiàn)出回暖的跡象。2012年夏在阿赫圖賓斯克試驗中心完成高超聲速導(dǎo)彈與載機掛架的分離試驗,2014年4、5月,又接連披露多個高超聲速的動態(tài),顯示了高超聲速技術(shù)重新得到俄羅斯的重視。3.1阿布諾索夫：最最大高超聲速機動試驗項目《MoscowTimes》2014年5月23日報道,俄羅斯戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈集團公司首席執(zhí)行官鮑里斯·阿布諾索夫在哈薩克斯坦2014年Kadex武器與軍用設(shè)備展上稱,該公司已與幾十家研究院所和公司組成了12個工作組,聯(lián)手研發(fā)高超聲速導(dǎo)彈,首個高超聲速導(dǎo)彈的樣彈預(yù)計將于2020年前完成研制,并在2020年試驗。這將是俄羅斯第一型高超聲速導(dǎo)彈,俄羅斯國防部和工業(yè)與貿(mào)易部已經(jīng)批準(zhǔn)了該項目。3.2高超聲速氣動試驗研究《Flightglobal》網(wǎng)站2014年4月30日報道,TsAGI已經(jīng)完成了可重復(fù)使用高超聲速有翼火箭運載空天飛行器的第一階段可行性研究。飛行器的俄文縮寫是МРКН,意為多用途火箭運載器。飛行器將設(shè)計為能攜帶20~60t載荷入軌,第一級為一次性運載火箭(Launcher),分離后墜落地面。上面級可重復(fù)使用飛行器采用鴨式布局,前機身上部有向上傾斜的鴨式升降舵,機翼后掠并帶有翼尖小翼,機身后部采用“V”形尾翼。TsAGI的氣動熱力學(xué)和高超聲速研究分部已經(jīng)對МРКН空天飛行器進行了試驗,在其風(fēng)洞設(shè)施中研究了亞聲速和高超聲速飛行問題,包括機體熱效應(yīng);研究了飛行器可重復(fù)使用部分的3臺渦扇發(fā)動機的不同潛在動力方案的氣動特性,包括進氣道和噴管的構(gòu)型;另外,還提供了飛行器火箭助推器的構(gòu)型。試驗獲得了有關(guān)МРКН飛行器著陸過程中可能特性的有價值數(shù)據(jù)。МРКН飛行器的概念研究由朱可夫斯基實驗室負責(zé),赫魯尼切夫研究所負責(zé)火箭發(fā)動機的制造,另外還有20多家研究機構(gòu)參與了該飛行器的研究。2016年以前,TsAGI將繼續(xù)對該飛行器進行試驗和制造。3.3gll-vk/ss-25/高超聲速試驗據(jù)《WashingtonTimes》網(wǎng)站2014年5月21日報道,俄羅斯于5月20日進行了一次SS-25白楊洲際彈道導(dǎo)彈的試射,試驗內(nèi)容包括一型先進彈頭的測試。俄羅斯官方國際文傳電訊社援引國防部發(fā)言人葉戈羅夫的發(fā)言稱,試射的目的是測試一型研發(fā)中的洲際彈道導(dǎo)彈的彈頭。2001年7月,俄羅斯對SS-25彈道導(dǎo)彈與高超聲速機動彈頭一體化的飛行器進行飛行試驗;2003年莫斯科航展上,俄羅斯公開了SS-25與高超聲速試驗飛行試驗臺(GLL-VK)一體化的方案,如圖4所示;2004年2月在“安全-2004戰(zhàn)略演習(xí)”中,俄羅斯再次發(fā)射了一枚裝GLL-VK機動彈頭的白楊-M洲際彈道導(dǎo)彈,并且俄國防部還公開了一張有突防能力導(dǎo)彈的彈道圖。2009年,莫斯科航展公開了GLL-VK模型。所以,可以推斷此次試射的應(yīng)該是GLL-VK彈頭。GLL-VK飛行高度約為33km,正處于美國中段和末段防御系統(tǒng)的結(jié)合高度,加上其擁有的高速度和高機動性,現(xiàn)有防御系統(tǒng)雖可預(yù)警,但火控雷達無法有效跟蹤和攔截,因此,可突破美國現(xiàn)有反導(dǎo)系統(tǒng)和監(jiān)視系統(tǒng)的防御。另外,長期關(guān)注俄羅斯戰(zhàn)略軍事發(fā)展的美國前國防部官員馬克·施耐德稱,俄羅斯曾透露SS-27洲際彈道導(dǎo)彈和新型SS-NX-32潛射彈道導(dǎo)彈(即布拉瓦導(dǎo)彈)也將攜帶先進彈頭,且關(guān)于先進彈頭的兩個關(guān)鍵要素是10個彈頭和高超聲速。俄羅斯洲際彈道導(dǎo)彈設(shè)計師索洛莫洛夫此前也曾透露,新型戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈將攜帶多個可獨立鎖定目標(biāo)的再入飛行器。綜上所述,可以看出,俄羅斯關(guān)注的方向也較為多元,不僅開始積極發(fā)展高超聲速導(dǎo)彈、空天飛機、彈道+高超等類型的飛行器,迪米特利·羅戈津還曾在2012年多次向俄媒體表示,對有人高超聲速飛行系統(tǒng)感興趣,以取代現(xiàn)役轟炸機。4高超聲速技術(shù)的啟示縱觀俄羅斯高超聲速技術(shù)的發(fā)展史,從20世紀(jì)八九十年代的技術(shù)領(lǐng)先,到21世紀(jì)前10年的“沉默”,僅僅十多年的功夫,俄羅斯的高超聲速技術(shù)水平已經(jīng)無法與美國相提并論,究其原因,與俄羅斯經(jīng)濟衰退不無關(guān)系,