高超声速武器（下）：欧盟及法国防御应对策略

导读：

11月1日，法国海军网站发表了由法国海军欧洲多任务护卫舰（FREMM）“洛林”号副指挥官热罗姆上校和印度洋法国联合部队司令伊曼纽尔·斯拉斯少将撰写的《高超声速武器：进化还是革命?》，文章主要分析当前全球高超音速导弹发展现状、优劣性能表现、欧盟预警拦截系统和法国海军的计划。现经蓝海长青智库编译，供广大网友学习参考。由于文章篇幅较长，本公众号分成上下两部分进行发布。

五、高超声速导弹的优势

这些超高速武器的附加价值，首先在于其极高的巡航速度，这减少了防空系统的反应时间，甚至是综合防空(IADS)系统的探测、分析、决策和拦截。减少攻击武器的飞行时间减少防御者的反应时间。换句话说，防御者有一个非常压缩的观察、定位、决定、行动(OODA)循环，以便对威胁做出反应。这就是合作参与能力[1]的挑战，它旨在压缩OODA循环。以高超声速滑翔机为例，除了速度之外，它们在释放后不遵循双曲弹道轨迹，在大部分飞行时间里基本上是“在雷达下”飞行，也减少了防御者的反应时间。

在反应时间之外，高超声速机动产生了相当大的限制。然而，对于进攻机动的每一个加速度“G”，防御(拦截)导弹必须发展几个“G”来纠正其弹道。因此，拦截高超声速导弹需要极具机动性的导弹和足够高效的制导算法，以高预警和高精度预测目标的弹道。

此外，这些武器的最终轨迹只有在后期才能预测，这使得拦截点的计算非常复杂，这与拦截弹道导弹不同。另一方面，洲际弹道导弹在飞行过程中能量衰减很小，这使得它能够保持高于20马赫的速度，同时有多个再入体(包括诱饵)，这些再入体的探测和分类非常复杂，这使得其杀伤力掩盖了预测双曲线弹道轨迹的直接性质。

六、速度—高超声速武器的门槛

高超声速领域的运行呈现出技术复杂性，这在洲际弹道导弹的发展过程中已经解决了几十年，如前所述，洲际弹道导弹的大部分飞行速度都超过20马赫。首先，大气摩擦将导弹加热到几千摄氏度。洲际弹道导弹的战斗部有一层烧蚀涂层保护，它在大气层中俯冲的时间很短，这意味着热量和速度损失都减少了。相比之下，高超声速滑翔机在整个滑翔阶段都会经历很高的热应力，这种热应力集中在滑翔机的下部和前部。这就需要高水平的研究和开发合适的隔热材料和制造。此外，防过热损坏弹体，就必须保持适当的方向以管理热应力，这在控制面设计、推力矢量控制和导弹重心位移方面引入了额外的复杂性。

高超声速机动或“反弹”产生高重力加速度，这对导航系统提出了非常严格的要求，特别是惯性导航系统。此外，虽然高超声速物体周围的空气电离对地面或海上雷达的探测影响不大，但它会严重限制无线电通信(阿波罗飞船和航天飞机的再入证明了这一点)，这证明了使用数据链甚至GPS的外部制导存在问题。最后，在冲压发动机的情况下，超燃冲压发动机的运行需要在高度和剖面上进行飞行约束，因为燃烧室是根据特定高度对应的温度和气压条件进行优化的。一般来说，选择非常高的海拔(大于50000英尺)。如果战术规定需要改变导弹的高度，这只能以燃料消耗和射程的“反优化”为代价，这可以从理论最优值减少多达80%。

七、打击精度—高超声速武器的局限性

到目前为止，高超音速导弹已经被用于打击固定地点(例如，据称俄乌冲突中俄军使用的“匕首”导弹)。如果是击中一艘像船一样的移动目标时，我们必须在上面的约束条件中加上瞄准和末制导的问题。对于这种类型的目标，与移动目标上的信息传输和实时刷新相关的挑战似乎还远远没有解决。另一个解决方案是使用导引头，在导弹上放置导引头的问题是，它必须位于弹头，如前所述，这是受最高热应力的影响。在目前的情况下，热屏蔽的使用似乎与位于后面的导引头不兼容，后者必须发射和接收电磁波，或者可能在视觉或红外领域工作，这将减少其射程或暴露于已经详细讨论过的热现象。在稠密的大气层中有丢弃整流罩的解决方案，以保护导引头，但这种丢弃必须在导弹离开高超声速范围后进行，以避免对导弹机身施加过高重力影响。

除了热约束之外，仍然存在打击精度以纠正导弹弹道的问题。与亚音速导弹相比，这些武器的速度意味着在非常长的距离上可以揭开掩体。此外，如果高超声速导弹在非常高的高度飞行，它必须解决通常称为海杂波的雷达识别问题，因此必须使用使用合成孔径雷达(SAR)技术的雷达成像过程。此外，目标的识别必须基于强大的算法。所有这些因素意味着，为了瞄准海上舰艇，导弹必须减速，并在最后阶段离开高超声速域，回到“正常”超音速速度。然而，机动超音速导弹仍然是一个非常复杂的目标来拦截，特别是如果它的大部分飞行是在高超声速下进行的，减少了观测、定位、决策与行动（OODA）循环的可用时间。

八、防御高超音速武器

拦截高超音速导弹提出了几个挑战，导弹发射的探测依赖于相对成熟的技术。几年来，法国海军的防空舰艇已经连接到北约的共享早期预警(SEW)情报网络，其探测基于红外波段的空间传感器。首先，高超声速导弹的运行速度，通常会被雷达系统过滤掉，以限制虚假目标，这是需要考虑的；第二，拦截制导需要非常精确的跟踪来计算正确的瞄准点；第三，防御导弹本身必须具有高度的机动性，才能在时间和位置上准确地到达目标点。美国海军表示，它已经通过SPY-6雷达系统和SM-6拦截导弹的组合来应对这些挑战。在2020年3月的“试验-01”飞行测试期间，一艘宙斯盾驱逐舰用“标准”-6(SM-6) Dual II型导弹模拟了高超音速滑翔飞行器的拦截。2021年5月29日，美国导弹防御局(MDA)与美国海军合作针对一枚中程弹道导弹，首次对SM-6进行了“宙斯盾武器系统31”飞行测试。然而，即使2枚导弹齐射，也没有在终末阶段实现拦截。美国海军和美国导弹防御局(MDA)也开始了一个计划，在滑翔阶段拦截高超音速飞行器的更上游(滑翔阶段拦截器或GPI计划)。这意味着要有足够先进的跟踪和制导系统，使SM-6具备增强型推进系统，能够在高超声速机动范围内到达目标。因此，美国海军正在组织调整其应对这种新威胁的手段，以类似的方式发展对抗俄制KH-31反辐射超音速反舰导弹的能力，使用SM-2和GQM-163“郊狼”超音速目标。

九、欧盟“旋风”天基战区监视预警和拦截项目

欧盟对高超声速导弹的反应开始结构化，法国在欧洲永久性结构化合作框架内主导并实施的“旋风”—天基战区监视的及时预警和拦截(Twister)项目，可能是受益于最近(2021-2027年)欧洲国防基金的具体支持的首批发展之一。在这方面，我们希望研究和技术努力遵循基于所谓的最佳运动员逻辑的分布，为“天基战区监视的及时预警和拦截”最复杂的项目。

欧洲未来“旋风”—天基战区监视的及时预警和拦截(图片来源：欧洲导弹集团)

适应2035年及以后进攻性导弹的现实，未来的“旋风”计划旨在与北约密切合作，通过基于先进空间预警和大气内拦截弹的组合解决方案，加强欧洲人更好地探测、跟踪和对抗超高速导弹的能力。早期预警组件，称为奥丁之眼，特别是泰雷兹阿莱尼亚航天公司与其他来自相关成员国的制造商。它应特别以使用一个卫星星座为基础，这种技术将是未来上游研究工作的主题，以满足警报和跟踪的需要。至于被命名为“欧洲空中和弹道导弹防御拦截器”的拦截弹，它们将特别利用欧洲导弹集团”紫菀“（英语：MBDA Aster）拦截弹的成功架构，集成到一套两级或三级推进系统中。与该项目相关的研究工作，几个欧洲成员国已经在开展，将在2021-2027年期间获得欧洲国防基金的财政支持。在海军领域，这个未来的系统，特别是这个新一代的大气层内拦截器，将不时与法国海军的未来一代防空护卫舰兼容，其主要任务仍然是保护航母战斗群。在一个充满竞争的环境中。

十、法国海军的计划

2012年和2021年，法国海军再次展示了其拦截KH31远程反舰导弹的能力，使用其“欧洲反导武器系统”(SAAM)将使用“紫苑”(Aster)15型导弹对抗超音速目标。特别是面对伊朗具备的威胁，现在必须再次举行这种测试活动。为了能具备这一能力，法国军备总局(DGA)拥有法国军事研究、发展和采办机构的项目管理能力，以及重要的欧洲工业制造能力。特别是导弹制造商欧洲导弹集团在超燃冲压发动机领域已经证明了技能，如计划中的“第四代空对地核巡航导弹”（ASN4G），将由“阵风”战斗机装备并发射。此外，为了取代著名但历史悠久的“飞鱼”(Exocet)，法英联合项目“未来巡航/反舰武器”(Future Cruise/Anti-Ship Weapon)将以高超音速运行，这使得了解这种类型的飞行对移动目标的限制成为可能。几十年来，法国在利用速度和机动性的组合来突破敌人的防御方面表现出色，特别是“改型中程空地核导弹”(ASMPA）核超音速巡航导弹。此外，由于致力于战略海洋部队和洲际弹道导弹的发展，阿丽亚娜集团在高超声速飞行和与热约束相关的材料领域拥有专业知识。该工业集团还负责实验性机动飞行器(V-max)高超音速滑翔机技术演示项目。

然而，考虑到主要大国在高超声速领域的投资，以及它们的发展速度，法国海军仍有必要与法国武器装备总署一起深化其在该领域的知识。关于这些武器系统的操作仍然存在许多未知数：它们的制导、机动能力、适当的材料和技术，当然还有它们的速度限制。测试和开发仍然是必要的，以更好地理解这些系统的功能，以便更好地识别它们的弱点和利用它们的缺陷。

法国海军协同接战能力的侦察部分（图片来源：法国海军）

在防御敌方高超声速导弹方面，与移动目标交战的复杂性，似乎为从战斗舰艇进行最后阶段拦截提供了机会，甚至为使用其他对导弹速度不太敏感的系统提供了机会：干扰、诱饵或定向能武器。在这种情况下，似乎也有可能破坏这些武器非常复杂和不可分割的交战链或“杀伤链”：提供目标船只位置和识别所需的飞机、无人机或卫星。但是为了能够对这些武器做出反应，适当的探测手段是必要的：具有足够刷新率的雷达来跟踪导弹的机动，协同监视聚集在战斗部队周围的传感器阵列，超高频雷达用于非常远距离的预警和卫星预警。最后，摧毁高超声速导弹所需的短反应时间，需要高性能的决策辅助，以避免不及时的拦截尝试，这将导致防御系统饱和，并迅速使用完导弹。

十一、结论

除了媒体的大肆宣传，传统高超音速导弹还不是“绝对可靠的武器”或“改变游戏规则的武器”，无法让所有速度较慢的竞争对手都被淘汰。当攻击海军舰艇等移动平台时，尤其如此，因为目标链建立在很远的距离上，所以更加复杂。与洲际弹道导弹相比，这些新型导弹在打击远距离固定目标时速度更慢，也更容易被探测到。他们击中运动目标的能力还有待证实。中国似乎很清楚这些限制:尽管美国在包括反舰导弹在内的高超声速技术方面进行了投资，但中国人民解放军海军仍继续优先考虑其部署航母战斗群的能力，以执行力量投送行动。

然而，高超声速技术的发展表明，在高端战斗中，亚音速进攻解决方案，即使是在非常隐蔽的情况下，今天也被基于非常高速和高机动性的技术所超越。就像当时向超音速的过渡一样，高超音速必须成为研究和发展的主题，以了解这些武器的利弊。这是一个既要分析令人不快的现实，又要分析其可利用的缺陷的问题。我们必须衡量打开这个迅速扩散的”潘多拉魔盒“的后果，这个魔盒迄今一直被国际战略武器条约紧紧封锁。特别是，用高超音速导弹攻击移动目标仍然是一个挑战，使海军有机动空间进行对抗。事实上，为了应对这种快速移动武器的打击，军舰具有无可比拟的优势：在一个单一的移动平台上，它们结合了最有效的防空系统，构成了探测、评估、决策能力和反导系统，同时向敌人呈现了目前存在的最有效的综合防空系统（IADS）和最复杂的精准打击问题。

注：本文仅为作者个人观点，不代表蓝海长青智库立场。