王继新

近来，关于我国发展超音速巡航导弹的传闻不绝于耳，有些媒体甚至刊登了我国战机携载亚音速和超音速巡航导弹的图片。姑且不论这些消息的真伪，它们已经引起国外媒体的高度关注，有许多人也十分好奇我国为什么在掌握更快的超音速巡航导弹技术后，还在发展速度要慢很多的亚音速巡航导弹7我国巡航导弹发展的路线是什么？实际上，要回答这些问题还要从超音速与亚音速巡航导弹的区别和各自的优劣性谈起。

超音速与亚音速巡航导弹的区别

顾名思义，超音速与亚音速巡航导弹的根本区别在于其飞行速度是否跨越了音速。实际上，对于弹道导弹而言，音速并不是什么障碍，因为几乎所有的弹道导弹飞行速度都超过音速。由于其发动机自成一体，无需与外部大气环境进行气体交流，即非吸气式，而且其飞行基本不依赖于空气动力，因此基本不存在音速障碍。而巡航导弹则不同。由于其发动机需要吸入空气参加燃料燃烧，而且需要空气动力维持其飞行高度，因此速度对导弹空气动力设计和发动机选择影响非常大。

由于飞行速度的不同，即使超音速巡航导弹也存在很大差别，存在不同分类。超音速巡航导弹依据发展目的和所用主动力系统不同，巡航速度多选为马赫数1～8。自上个世纪50年代，美、苏、英、法等国发展第一代超音速巡航导弹以来，通常按发动机速度特性以5倍音速为界，将各种超音速巡航导弹分为普通超音速和高超音速两大类。这样分类的主要原因是，高超音速飞行需用超燃冲压发动机作主动力系统，而超燃冲压发动能够保持正常有效工作的起点速度是大于5倍音速。

既然存在高超音速，那么也就应该存在低和中超音速。实际上，超音速巡航导弹可以按各种发动机的速度高度特性将其分为低、中、高超音速三大类。其中，5倍音速以上的高超音速巡航导弹使用超燃冲压发动机；低超音速巡航导弹速度小于3倍音速，其主发动机原来多采用小于1.5倍音速的涡喷发动机，现在大多为马赫数1.5-3的整体式火箭冲压发动机；中超音速巡航导弹速度为马赫数3-5，大多采用进气道整体式火箭冲压发动机、头部中心锥进气道冲压发动机及高速涡轮推进技术（涡轮冲压变循环发动机）。我们一般所说的超音速巡航导弹，通常是指飞行速度小于5倍音速的低、中超音速巡航导弹。

超音速巡航导弹的技术优势

虽然超音速巡航导弹技术复杂，但仍有越来越多的国家不遗余力地开展研制工作，这主要是由于其拥有得天独厚的技术优势。

导弹突防能力强 由于超音速导弹飞行速度较高，其暴露在敌方探测雷达和防御火力范围内的时间很短，因此增大了敌防御难度。一方面较高的导弹攻击速度要求舰载跟踪系统的精度更高，制导系统的反应更快，制导精度更高，舰空导弹的机动能力更强，拦截点更加准确；另一方面减少了防御火力的拦截次数。导弹速度增加，在对方舰艇观察范围内的飞行时间变短，在舰空导弹抗击周期一定的情况下，抗击次数被严重压缩。例如，如果导弹飞行高度20米，舰艇雷达天线高度25米，理论上舰艇对导弹的最大观察距离为39千米，实际上舰艇对导弹的观察距离一般不超过25千米，只有理论观察距离的60%。当发现距离25千米，反舰导弹飞行时间74.3秒时，即使是远程防空导弹，也有多次反应时间；但当发现距离25千米，反舰导弹飞行时间缩短为3314秒时，一般和远程防空导弹系统的反应时间相当，系统准备好时反舰导弹已进入其射击盲区，无法拦截。实际上，在目前的技术条件下，水面舰艇一般无法拦截速度在马赫数2以上来袭的反舰导弹。例如，俄罗斯“宝石”导弹的设计者表示，虽然敌方可能在300千米处发现“宝石”的行踪，并采取相应的对抗措施，但由于该导弹可以有效抑制敌方施放的各种干扰，加上2.5倍音速的飞行速度以及在飞行中能实施复杂的战术机动，可以确保最终击中目标。因此，完全可以按照1枚导弹击毁1艘军舰或几枚导弹击毁编队中数艘军舰的原则与敌人交战。

目标截获能力高由于飞行时间短，对机动目标来说，减小了逃逸范围，对末制导系统的负担减轻，这将大大提高导弹对目标的截获能力。例如，如果导弹射程550千米，导弹速度马赫数0.75，飞行时间为36分钟，而如果导弹速度为马赫数2.2，飞行时间仅为12.3分钟。因此随着反舰导弹速度的进一步提升，海战的速决性将进一步增强，十数分钟内消灭一支舰队已经不是空谈。

以往让各国对地面时间敏感目标打击一向头疼，但超音速巡航导弹技术的发展使之成为可能。因为随着打击距离增加，导弹飞行时间变长，目标的机动距离已经成为影响导弹捕捉目标的首要因素。假设反舰导弹对300千米外、以每小时30节（相当于55.5千米/小时）运动的舰船目标发动攻击，当导弹飞行速度为马赫数0.9时，目标最大机动距离14.94千米；当导弹速度为马赫数1.5时，目标最大机动距离9.06千米：当导弹速度为马赫数2.2时，目标最大机动距离6.13千米，因此随着导弹射程的增加，超音速飞行能够极大地压缩目标机动的距离，确保导弹捕捉目标。这一能力对于打击导弹发射车这样的高价值时间敏感目标十分有效。例如，当巡航导弹以马赫数4的速度攻击1000千米以外的目标时，大约15分钟左右就可抵达目标附近。假设弹道导弹运输起竖发射车等高价值机动目标以60千米/小时的速度在垂直于导弹来袭方向机动转移，则其最大逃逸距离将达15千米。这意味着用天线搜索扇角为45度的雷达末制导系统导引头时，超音速巡航导弹只需在距目标原瞄准点20千米以远的地方开机工作，就可以发现并捕获运动中的机动目标，而且可以在发现目标后不足15秒的时间内对其攻击。这在过去只能依赖具有末制导能力的弹道导弹，而现在可以使用更加灵活、成本更低、精度更高的超音速巡航导弹。

整体破坏威力大 由于超音速导弹飞行速度高，攻击动能也随之增加。和亚音速巡航导弹相比，超音速巡航导弹之所以有更大的硬目标摧毁能力，归因于它摧毁目标时，将利用战斗部的爆炸能和导弹自身的高速动能的双重破坏效应。虽然使用较小的有效载荷，也能实现较大的破坏效果，这极大地增强了导弹的杀伤力。在两伊战争的袭船战中，大量的货船、油船受到亚音速导弹袭击后，大都带伤而归，击沉的比例只有十分之一左右。超音速导弹服役以后，将使舰船受创后果极大提升。例如，直径0.35米的亚音速“飞鱼”导弹，光碰撞就能够在舰舷撕开1个4-6平方米裂口。而导弹的动能，与其速度的平方成正比，导弹速度提高1倍，动能增大4倍。法国专家曾测试，质量200千克的超音速反舰导弹战斗部，其碰撞能量与400千克战斗部亚音速反舰导弹相当。俄罗斯“白蛉”反舰导弹飞行速度达马赫数2以上，通过巨大的动能可击穿具有装甲的舰体，配合延时触发引信，保证战斗部在舰体内爆炸。endprint

这种较高的整体破坏力，即使对付地面加固目标也绰绰有余。例如，以大于4倍音速的速度俯冲攻击地面目标时，超音速巡航导弹的最大触地速度可达1360米/秒以上，其值与穿甲弹爆炸能产生的可用初速度基本相当。因此，动能破坏效应在大于4倍音速的超音速巡航导弹的总目标摧毁效应中可占32%-49%。通过计算表明，对于质量为400千克、直径为0.34米的穿甲战斗部，如果采用碰撞速度只有300米/秒的亚音速巡航导弹，其能贯穿的钢筋混凝土工事深度将不足2米；而如果以1360米屑少的速度碰撞则贯穿深度将达到6米，硬目标贯穿能力增大到3倍。

目标打击偏差小 众所周知，导弹制导系统的累积误差是影响导弹打击精度的重要因素，而累积误差和导弹飞行时间几乎成正比，而随着导弹飞行速度提高，飞行时间变短，导弹自身自控飞行段飞行误差自然缩小，受风等自然条件的影响进一步减小；留给目标机动的时间大大缩短，目标机动距离变小，有利于导弹按照射前瞄准规划打击指定目标，从而减小了导弹的目标打击偏差。

超音速巡航导弹的技术难点

超音速巡航导弹有诸多其它武器难以匹敌的技术优势，但掌握这一技术的国家并不多，这主要是因为其还存在众多技术难点无法克服。

动力技术不足，导致导弹尺寸大载荷小 从目前超音速巡航导弹技术发展来看，其最大的技术障碍就是发动机技术不足，这导致超音速巡航导弹与亚音速巡航导弹在同等射程情况下，导弹几何尺寸大，发射重量重，有效载荷比小。以射程125千米的美国亚音速“鱼叉”反舰导弹与俄罗斯“白蛉”3M80超音速反舰导弹相比较：“白蛉”长9.39米，而“鱼叉”长4.64米，只有前者的49%；“白蛉”弹重3900千克，而“鱼叉”为680千克，只有前者的19%；“白蛉”的有效载荷比（战斗部/全弹重量比）为0.08，而“鱼叉”为0.34，是前者的4.3倍以上。可见，超音速导弹是通过增大尺寸、增大发射重量与减小有效载荷来达到其所要求的高速度的。这就像舰艇航行所需功率与其速度的立方成正比一样，功率加大，燃料的消耗急剧增加，导弹飞行速度的提高，同样也极大地增加了燃料的消耗。要保证同样的射程，超音速导弹只能通过增加燃料的方法来实现，质量必然会大幅度增加；如果靠减小战斗部的尺寸来增加燃料贮量，就会使导弹的杀伤力下降。这导致超音速导弹的体型几乎都个个不凡，严重影响了其作战使用性。例如，俄罗斯的第一代超音速反舰导弹都是庞然大物，即使是第二代反舰导弹的代表“宝石”导弹，质量也达3吨，苏-30战机也只能在机腹中线挂载l枚，俄印合资仿制“宝石”的“布拉莫斯”导弹与此情况也十分相似。目前的亚音速导弹，由于体积重量较小，一般的战斗攻击机可挂载4枚。

制导技术不足，导致系统抗干扰能力低

由于超音速导弹飞行速度快，导弹制导系统的可反应时间就非常短，这导致制导系统极易受对方电子对抗措施影响。由于飞行时间短，制导系统处理各种干扰的时间就被压缩，飞行马赫数2的超音速导弹与飞行马赫数0.8的亚音速导弹相比，前者的干扰和制导数据的可用处理时间比后者要少60%。如果这两种导弹对付干扰技术的能力相当，则前者的信号和制导数据处理速度必须提高两倍才行。在同等技术条件下，超音速反舰导弹对付电子干扰等软防御的能力相对有限。例如，“布拉莫斯”超音速导弹弹头部设有进气道，这使头部主动雷达天线直径偏小，其主动雷达的目标跟踪能力十分有限，因而该弹在整个任务飞行过程中对外部照射雷达的依赖度过大。而“布拉莫斯”在攻击舰艇目标时，必然遭到强烈的主被动干扰，使外部照射雷达无法对其进行有效保障，导致其容易失去目标。此外，由于超音速导弹弹体温度过高，一般不适宜在这类导弹上装备红外/热成像制导装置，大多只能采用雷达制导，这也限制了其抗干扰能力。

信号特征明显，导致导弹生存能力不高 虽然超音速导弹利用其速度优势提高了突防性，但较高的速度也导致其外部红外和雷达等信号特征更加明显，使其被对方观察系统发现的距离增大，系统生存性降低。由于超音速巡航导弹飞行速度快，飞行过程中弹体与周围空气摩擦产生大量热量，以及急剧燃烧的喷口等，使导弹的红外特征十分典型。一般情况下，超音速导弹正面的红外特征要比亚音速导弹高20-50倍，在飞行过程中容易被装备新型红外警戒系统的舰艇发现。如法国水面舰艇装备的双波段模块化DIBV-2A VAMPIR MB红外警戒系统，其对亚音速导弹的跟踪距离为16千米，对超音速导弹为27千米；荷兰电信公司20世纪90年代研制的SIRIUS远程红外警戒与跟踪系统，对超音速掠海飞行导弹的发现距离为35千米，对亚音速掠海飞行导弹发现距离为21千米。面对红外制导地空导弹的拦截，超音速反舰导弹3-5微米红外特征比亚音速导弹高20-50倍，生存能力明显降低。此外，由于超音速导弹高速飞行时，多普勒效应十分明显，舰载多普勒雷达可以轻易从海面杂波中捕获到导弹的清晰稳定回波信号，而一般舰载雷达的反导模式就是利用多普勒效应发现来袭的反舰导弹，这导致其雷达特征信号难以隐藏。另外，超音速导弹通常只能选择高弹道，这也增加了被舰载雷达发现的可能性。在攻击的末端，由于速度高，其与海面的距离也比亚音速导弹要大。

技术过于复杂，导致系统可靠性差 对于技术复杂程序相当的两种导弹，超音速的比亚音速的尺寸和重量要更大，所用零件/稀有材料会更多，要求系统更耐高温、更抗过载。一方面由于超音速反舰导弹抗弹体高热和机动性的要求，需要用一些特殊材料，增加了成本。如“日炙”导弹的弹体，有报道是钛合金制成的；另一方面对超音速导弹高速飞行所需的新型材料其规格要求严，公差小，从而降低了生产效率，增加了制造难度。而且超音速导弹系统更复杂，因而其可靠性比亚音速反舰导弹要低。高速、高温和振动环境对超音速导弹会造成更严重的威胁。降低可靠性必须相对其它性能的潜在优点进行权衡，以确定是否允许。此外，导弹飞行可靠性与导弹系统的复杂程度有关。而超音速导弹采用冲压发动机，就需要一个非常大的助推器或多级助推器才能将导弹加速到冲压接力马赫数。而要想使超音速导弹克服材料缺陷，就需要增加质量，而要将其系统可靠性提高到与亚音速导弹相当的水平上，则需要精心设计并增加传感系统，这又增大了导弹系统体积和复杂性，导致恶性循环，因此在总体设计上需要慎重平衡各方指标。endprint

应该认识到，超音速导弹在许多方面存在上述种种难以克服的缺点，但战场上没有万能的武器，超音速巡航导弹是为某些特定目标而设计的，因此建立与完善亚音速和超音速反舰导弹体系是十分必要的。

国外超音速巡航导弹发展的趋势

实际上，为了更好地发挥超音速和亚音速巡航导弹的各自优点，国外已经在探索不同的技术途径，以克服各自缺点，扬长避短。

亚超并举，亚音速和超音速导弹并行发展 虽然以美国“战斧”为代表的亚音速巡航导弹经过几次实战检验获得了巨大的成功，但多年来，美、俄、法等军事大国并未停止对超音速巡航导弹的追求。美国在持续保持亚音速巡航导弹技术性能优势的前提下，从未放弃对超音速巡航导弹的追求，不断加强超音速巡航导弹的技术储备，具备雄厚的发展基础。近年来，大力发展新型超音速巡航导弹项目。例如，美国在最近试验成功的“远程反舰导弹”（LRASM）项目中，安排了LRASM-A亚音速隐身导弹和LRASM-B超音速高机动型导弹两套方案。其中，LRASM-A采用JASSM-ER的弹体结构，并附加了传感器以及其它系统，是一种隐身能力和生存能力兼具的亚音速设计方案；LRASM-B采用冲压发动机，力图实现速度和隐身性能之间的平衡。LRASM-A型导弹从气动外形设计、材料选取和辐射信号抑制等方面大量应用成熟技术，突防性能和技术成熟度俱佳，能尽快满足美军当前的反水面作战需求。LRASM-B方案采用整体式冲压发动机，飞行速度可能为马赫数3.5-4.5。对于以该速度持续飞行5分钟以上并进行大机动的作战需求，LRASM-B需要解决冲压发动机及其与整体外形的气动匹配、热防护材料与结构和飞行控制等问题。而面对日益发展的舰载防空系统，LRASM-B应用高速进行突防还必须兼顾气动外形和隐身性能。

亚超结合，亚音速和超音速导弹技术融合 将亚音速和超音速优势特征结合起来成为超音速巡航导弹的另一个重要发展方向。俄罗斯在发展巡航导弹方面始终在探索“亚超结合”之路，其选择了亚音速、超音速、最后到高超音速的渐进式发展战略。其早在上个世纪80年代开始的“俱乐部”导弹研制中就采用了将亚音速和超音速飞行特征融合到同一导弹中的思路。“俱乐部”导弹是俄罗斯革新家设计局于1985年开始研制的经典导弹武器，其采用亚超结合的三级动力系统，包括固体燃料助推级、亚音速涡喷发动机巡航级和火箭发动机突防级。巡航段，当导弹爬升至150米高度时，固体助推器被抛掉，弹体下的进气口伸出，亚音速涡喷发动机启动，使导弹以马赫数0.6-0.8的速度飞行，同时，弹翼和尾翼伸出，导弹下降至海平面以上保持10-15米的巡航高度，末段发动机与战斗部分离。突防段，固体火箭发动机点火使导弹以马赫数3的速度快速攻击目标。导弹依靠亚音速涡喷发动机完成其大部分飞行。，再靠1台火箭发动机做超音速飞行，打击目标时速度高达1000米/秒。在距目标60千米时，战斗部与前一级分离，因此，导弹的弹翼、尾翼以及发动机进气口等这些对雷达波有强烈反射的部分被甩掉，使舰艇的雷达很难探测到来袭的“俱乐部”导弹。

除了上述技术途径外，国外还在致力发展低速高隐身巡航导弹和高超音速巡航导弹。可以预见，未来的超音速巡航导弹家族将更加复杂多样。endprint