高超音速武器需要弹头吗,靠动能撞击可以吗?
仅仅依靠动能撞击的高超音速弹头,威力还是太小了。所以目前各国所有高超音速武器,都安装有核战斗部或者常规高爆战斗部。例如俄罗斯的先锋高超音速武器以UR-100N UTTKh 洲际弹道导弹(北约编号SS-19“短剑”)作为助推段,使用,导弹发射质量100吨,投掷总重约4.5吨。安装三枚15Yu71高超声速滑翔弹头,配备200万吨热核弹头。突防速度可以达到20马赫。
只有中国的DF-17/WU-14高超音速打击武器,以及俄罗斯的米格-31战机发射的匕首高超音速导弹,安装核战斗部或者常规战斗部,属于核常兼备武器。匕首式空射高超音速导弹个头不大,方便飞机挂载。在2017年12月开始试验,射程超过2000公里,速度为10马赫。弹体尺寸和射程类似于伊斯坎德尔导弹,突防速度接近中程弹道导弹的弹头速度。俄罗斯还有一款锆石高超音速反舰导弹,采用冲压发动机,可机动变轨,是一款战役级、体系破击使用的穿透性打击武器,很难防御。俄军认为匕首导弹是世界上最强大的战术反舰体系,5架米格-31BM战机满载匕首导弹,可以轻松摧毁美军的一个航母战斗群。
美军研发的空射高超音速导弹也比较有代表性。美国已经完成了B52H战略轰炸机携带新一代AGM-183A型空射高超音速导弹的试飞任务,刚刚试射的AGM-183A高超音速导弹,安装有一枚50万吨核战斗部。这标志着美军终于打破俄罗斯等两个大国在高超音速武器领域的“垄断”局面。根据美国国会通过的预算法案,AGM-183A型空射高超音速导弹总投资约42亿美元,由洛克希德·马丁公司负责研发、生产,要在2022财年“之前”投入实战。AGM-183A导弹的弹身为传统火箭形状,不是升阻比较大的举升体造型,其弹尾可看到折叠的弹翼。核心是一个无动力的超音速助推滑翔飞行器,弹头完全包在火箭的外壳里,助推器加速到一定速度和高度才会完全展示战斗部的本来面目。
高超音速武器是需要有弹头的,这个弹头可以是核弹头,可以是常规弹头。我们知道,导弹武器出现以来,始终处于攻击反攻击的“矛与盾”的较量当中,导弹武器现在是军事打击的主力武器,从近,中,远程导弹,到洲际导弹。而反导武器也层出不穷。高超音速武器系统就是借助速度优势占领攻击制高点,想利用速度压反导武器一头。高超音速武器的弹头在以20倍或以上的高速飞行时,如果是在大气层外不是难事,关键是你得进入大气层,攻击地面目标。这个时候受大气的摩擦弹头会产生1500~2000的高温。因此必须攻克弹头的耐高温防护问题。这也是高超音速武器的难点所在。导弹武器,唯快不破。高超音速武器就是以快取胜,利用快速把弹头推向目标,利用弹头的爆炸威力取得效果。
高超音速导弹具备20倍的音速,这个使得这款导弹具备很强的动能,根据动能的计算公式就是质量与速度平方相乘,速度越大动能就越大。实际上采用动能杀伤原理的武器有很多,其中最多的穿甲弹,目前坦克的主要武器就是脱壳稳定穿甲弹。具备20倍音速的弹头已经有很强的杀伤力,所以不需要使用高爆弹头就能够实现对目标的打击,这就是高超音速导弹的一个优势。对于动能打击的另一个应用是KKV反导系统,美国装备的标准3IIA导弹就是一种依靠动能来打击弹道导弹的系统。未来许多武器仅仅依靠高速就能获得杀伤力,其中还有电磁炮系统。准确来说,动能撞击在命中目标时可以减小附带损伤,但如果用高超音速武器这种成本高昂的高新武器来执行这种战果甚小的任务实在是大材小用,虽然高动能所产的穿透力极强,但穿透之后也难以有效毁伤既定目标。
传统的弹道导弹已经越来越难以应付反导系统了,而高超音速武器的设计目的就在于解决这一问题,即通过其超高速飞行能力使自己难以被敌方反导系统捕捉和拦截,能成功飞入敌国领土进行常规打击或核打击。所以动能杀伤不符合高超音速武器的设计初衷,动能杀伤也难以达成己方的战略目的——以大范围、大威力这种面杀伤方式毁伤敌方目标。况且高超音速武器所打击的目标一般是防护力极强、难以摧毁的点目标,因此必须携带爆破战斗弹头来达成打击任务。去年,美国诺思罗普·格鲁曼公司成功完成了50磅级高爆弹头测试打击任务,该型弹头在未来会装备到美军高超音速导弹上。这枚弹头全称为“可扩展破片/侵彻弹头解决方案”,该弹头在试爆中将方圆500米内的各种轻装甲目标轻松穿透。
但像前面所谈到的,高动能武器的极强穿透能力可以作为打击地下坚固目标的有力武器。与空气高速摩擦发生强大热辐射的高动能武器穿透地下坚固目标后,所产生的冲击波和热辐射可以为敌方带来重大损失。而美军对于高超音速武器的要求就有,其能穿透最多11米厚的钢筋混凝土以及40米厚的土层。所以,超高音速武器也主要可以用来打击地下战略目标,但绝非战术目标。这种工作机制一般国家难以掌握的高超音速武器飞过千万里向目标奔袭,却通过动能——这种最简单的物理撞击方法达成打击单个点状目标的任务,这就太浪费了。而严格来看,高超音速武器也不是特别新奇的武器,通常绝大部分洲际弹道导弹本身就是高超音速武器。根据经典力学原理我们知道洲际弹道导弹飞出大气层时就已经达到了每秒7.9千米的第一宇宙速度,此时导弹正以23.6倍音速飞行,其平均速度达到15倍音速不在话下。洲际弹道导弹的战斗弹头在末端突防阶段时,可以以30倍音速扑向目标。


