浅谈高超音速导弹定义和技术原理

作者：军鹰沙永根 郭昌瑞  据军事外媒《国防快报》5月5日报道，在5月4日夜间俄军对基辅的导弹袭击中，乌军击落了一枚俄导弹，据判断该弹有可能是俄罗斯Kh-47“匕首”高超声速导弹。号称不可被击落的高超音速导弹研发伊始，就有消息称此款武器能够令现有防空反导系统“失去作用”，那么高超音速导弹究竟是何种利器，其原理又是什么呢？

一、高超音速导弹的定义

高超音速导弹，顾名思义，就是数倍于音速的导弹，与常规导弹不同，高超音速导弹对于飞行速度和机动性能的界定十分严格，而各国对于高超音速导弹的定义也不尽相同，例如美国导弹防御拥护联盟对高超音速导弹的定义是速度超过了5马赫，并且能够在整个飞行过程中机动的武器，而俄罗斯的国际事务委员定义高超音速导弹是速度超过5马赫，并且能够在大气层中以这样的速度进行机动的武器。

高超音速导弹作为一种新型武器，具有极高的飞行速度和机动性能，可以在短时间内到达远距离目标，并且很难被目标防御系统拦截或击落。因此，高超音速导弹已经成为许多国家军事研究的重点。从速度和机动性这两点出发，现代意义上的“高超音速导弹”，通常所指的就是高超音速滑翔导弹或者是高超音速巡航导弹。

挂载“匕首”的米格-31战斗机

高超音速滑翔导弹在上升段类似于常规弹道导弹，被火箭推进到极高的速度，直至冲出大气层，而在飞行段，其依靠特殊的升力式体形，在大气层中可在不使用发动机的情况下飞越数千公里，在下降段，高超音速滑翔导弹也可凭借灵巧的气动外形实现变轨机动，使其很难被防空反导系统所拦截。高超音速巡航导弹则是在飞行全过程中均有动力系统支持，这使其在拥有了超强机动性的同时，不再需要飞至大气层通过高度势能去换动能，也就更难被探测和拦截了。

二、高超音速导弹的技术特点

高超音速导弹的航空动力学技术是实现其高速飞行和机动的基础。根据热化学效应、气动传导效应等影响因素，其航空动力学设计主要应对气体阻力、随声爆炸、衰减重量等问题，并通过喷气发动机送出高温、高速的尾流实现飞行推力。

高超音速导弹出于高速飞行状态下该面临的空气摩擦、惯性载荷以及高温环境等问题，所以结构材料和制造技术显得特别重要。目前，高超音速导弹主要采用了先进的碳纤维增强复合材料、耐热合金和诸多特种材料以及先进3D打印、双模塑性成形等生产工艺以来达到优异的质量和稳定性。

超高音速导弹的控制系统是保障其准确命中目标的核心。其技术上的重要性主要体现在两个方面：首先，它可以维持导弹在射程范围内内稳定的飞行姿态和直线加速度；其次，它可以通过预测和响应来避免引起导弹飞行的任何潜在危险或失控。

相比其他普通导弹，超高音速导弹具有更高的飞行速度和更强的机动能力，在不断变幻的大气环境中自我调整更加困难。因此，与传统导弹相比，超高音速导弹的控制系统包括了更多的技术要求，例如更高精度的飞行计算能力、更广泛、灵活的环境感知器件、更为优化的数据分析处理等。

机动中的高超音速导弹

在控制系统的构成上，超高音速导弹大多采用以惯性导航系统（INS）为基础，以加速度计和陀螺仪等器件为核心的导航传感器，实现对导弹头部姿态的精准测量；同时，通过起动触发、姿态操纵和导弹推进等技术手段，导弹可以更快速地改变其前进方向。

此外，超高音速导弹还配备了用于侦测、识别和锁定目标的传感器和引导系统，并在攻击过程中通过数据联动和算法辅助实现预先规划好的攻击模式和打击效果。这些措施可以确保导弹在进入目标攻击区域后，精准命中并保持控制状态，最终达到消灭敌方威胁和战胜对手的战略目的。其核心控制系统采用先进计算机技术加以处理监控、战略分析和飞行策略等数据，以确保优化的导弹特征取得良好的运转效果。

高超音速导弹在长距离作战时需要进行自主定位、指引和目标锁定等操作，因此传感器及信号处理技术是实现精准打击的重要手段之一。高超音速导弹所配备的各类传感器及信号处理技术包括超敏变色势检测器、红外夜视传感器、全球定位系统、电子扫描微雷达等，以进行留空侦查、智能目标预警、追踪和攻击等多种功能。

可见，高超音速导弹技术的四个关键领域涵盖了航空动力学、结构材料及制造技术、控制系统及技术和传感器信号处理技术。也正是这些关键技术特点保障了其长时间的超高速飞行的能力和显著打击效果，使其成为当前世界最具竞争力和威慑力的重要武器和军事装备之一。

三、俄美超高音速导弹对比

在技术水平方面，俄美两国可以采用类似技术手段，都可以使用同样数量级的快速机动能力和精度来确保导弹命中目标。

具体而言，俄超高音速导弹和美超高音速导弹在速度、航程、攻击方式等方面略有不同。以“匕首”高超音速导弹和AGM-183为例，前者的最大飞行速度为10马赫, 为短程制导降落爆炸弹，后者速度超过5马赫，有资料表明其最快速度能达到20马赫，为中距离空投式精确打击武器，两者虽然能力不同但都具备高隐蔽性、快速响应、难以拦截等特点。

俄超高音速导弹和美超高音速导弹都已经进行了多次试验，并且早已实现成规模的生产和部署，俄罗斯部署了大量“匕首”高超音速导弹和各型反导系统，这些武器具有攻击力强、速度快、突防性强的特点，且常被用作核威慑手段使用。

超高速飞行的目标攻击武器不仅在当前局势中起着重要角色，而且能够以炸裂异质材料、变换大气层、模拟球形穹顶等各种方式迷惑防御性反导设备，对于未来战争中的中短距离混合型战争有着特殊的作用。从战略层面来看，这种武器不仅能够有效地突破敌方传统防御系统，也可以快速制造致命性打击，进一步增加攻势突袭的优势，因此，拥有高超音速导弹往往意味着在远程打击中拥有更强大的威慑能力。这种武器不仅能够有效地突破敌方传统防御系统，也可以快速制造致命性打击，进一步增加了攻势突袭的优势。

B-52发射的AGM-183A导弹

然而，这两者之间也存在一定的共同点，AGM-183导弹从外观上看，没有显著的级间段设计，很可能与俄“匕首”机载高超声速导弹一样，采用了单级火箭助推器，且头体不分离。

总的来说，不管是在技术实现上还是在战略意义上，俄美高超音速导弹都是两国军备竞赛的重要产物，在隐形、突击、精确打击等方面具有很高的优势和威慑力。

四、高超音速导弹的前景应用

随着科技的不断发展和技术的不断成熟，高超音速导弹的前景越来越广阔。一方面，高超音速导弹可以在战争中起到关键的作用，有助于提升国家军事实力，保卫国家安全；另一方面，高超音速导弹技术也能够推动航空航天技术的发展，促进国家科技创新和经济发展。

在未来，高超音速导弹的战场应用也将不断得到拓展。首先，高超音速导弹可实现战略威慑，其可以有效打击敌方重要的军事、政治和经济目标，有效慑止敌对势力，维护国家主权和安全；其次，高超音速导弹在战场上可承担“多面手”的角色，不仅可用于高精度打击，还可用于反舰、反导等作战行动当中，例如俄罗斯的“锆石”高超音速反舰导弹等；最后，高超音速导弹凭借极高的速度和灵巧的气动外形，使其在大气层中也能够对卫星等太空设施构成一定威胁，而这无疑对当前愈演愈烈的太空资源抢夺行动具有重要意义。

高超音速反舰导弹

然而，高超音速导弹的发展也面临一些挑战和问题，如研发成本高、安全性和稳定性难以保证等。因此，未来的研发方向需要继续注重提高技术稳定性和可靠性的同时不断降低成本，以便更好地促进高超音速导弹技术的发展。

从技术原理来讲，速度高达10马赫的高超音速导弹的确很难被世界现有防空反导系统所拦截，因此对于被定义为高超音速武器的导弹是否能够达到相应的标准，需要被严肃对待。而此次事件中，不可忽略的是，防空系统在现代战争中的重要地位，客观上造成了防空导弹系统在战争中不可避免地会成为首当其冲的打击对象，这也就意味着其部署必定具有高度的隐蔽性。因此，在战争中交战双方如果试图采取包括欺骗在内的各种手段，力求取得敌方防空导弹系统的位置信息，似乎也不足为奇。总而言之，未来高超音速导弹的发展之路会走向何方，而作为盾的防空反导系统又将取得如何的突破，我们只能拭目以待了。

编辑：黄飞