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深度世界飞航导弹武器装备与技术近5年发展回顾与展望

发布时间: 2024-04-14     信息来源: 党建动态

  近5年来,世界政治、军事格局一直在变化,美国国防战略全面转向大国竞争,俄罗斯采取多种手段维系大国地位,欧洲、亚洲等国家和地区也积极调整国防战略适应地理政治学和军事需求,从顶层推动飞航导弹等武器装备持续加快速度进行发展。同时伴随新型作战概念的提出与发酵,以及人工智能等高新技术的指数级别发展,飞航导弹作战样式正在向分布、协同、认知方向发展,作战能力在高速、突防和弱体系依赖等方面大幅提升。

  2019年10月1日,我国举行了国庆七十周年阅兵,充分展示了我国在飞航导弹武器装备领域的发展与进步。目前正值“十三五”规划收官与“十四五”规划论证之际,需要紧密跟踪和研究世界飞航导弹武器装备与技术发展状况,为我国相关领域的发展提供情报支撑与借鉴。

  5年来,世界政治、军事、经济和科技的变化,分别从需求牵引、经费支撑和技术能力等角度影响着飞航导弹装备和技术的发展。

  5年来,世界政治和军事局势一直在变化,美、俄、英、法、日等世界主要军事国家均对国防战略进行了调整。

  美国奥巴马政府末期提出“第三次抵消战略”,以应对大国“反介入/区域拒止”(A2/AD)能力为重点;随着特朗普政府上台,美国国防战略将与中国和俄罗斯之间的长期战略竞争作为美军未来最重大的挑战,并着重强调扩大部队规模的重要性。期间,美国国防部、各军种以及智库不断推出多域战、分布式作战、马赛克战和联合全域作战等创新型作战概念;正式退出《中导条约》,从陆、海、空基全面加强对陆纵深打击导弹和远程反舰导弹发展;并加速高超声速技术、人工智能技术等重点技术攻关,牵引飞航导弹改变游戏规则式发展。

  俄罗斯自克里米亚事件后,持续受到美欧经济制裁,而后深陷乌克兰和叙利亚两个战场,与美欧的政治和军事对抗不断加剧。为维护国家安全和利益,俄罗斯发布《2018-2027年武器装备计划》加强飞航导弹装备部署与能力升级,并优先发展高超声速技术和核动力巡航技术等,强势应对大国遏制。

  英国、法国等欧洲主要国家作为北约一员,仍积极保持与美国间的联盟与协作,同时也加强欧洲国家内部的军事战略与国防工业合作,共同推进未来巡航/反舰武器(FC/ASW)等下一代飞航导弹装备研制及有关技术发展。

  日本发布新版《防卫大纲》,跨越专守防卫底线,针对西太地区与美国联合作战需求,明白准确地提出建立防区外打击能力,重点发展多型先进反舰导弹,同时积极推动高超声速导弹技术研发。

  印度“大国诉求”日益增强,一是在美国印太战略框架下,谋求进一步“东进”,与日本、澳大利亚和东盟国家等加强军事合作联系;二是国内持续推进无畏和布拉莫斯导弹研发与升级改进,并积极开展高超声速技术储备;三是通过多元化军贸采购,从俄罗斯、美国、以色列和法国等国进口导弹等武器装备。

  过去5年,叙利亚、伊拉克等国家和地区冲突频发,局部战争为多国检验飞航导弹作战能力提供了试验场。2017年4月和2018年4月,美国先后两次对叙利亚开展精确打击行动,战斧巡航导弹再次大规模使用,并首次在实战中使用联合防区外空地导弹(JASSM)。英法两国也联合参与2018年4月的打击行动,在检验风暴前兆/斯卡尔普空地导弹能力的同时,首次实战使用法国海军巡航导弹(MdCN)。俄罗斯也积极在叙利亚战场执行实弹打击任务,通过舰船、潜艇和飞机等多型平台发射了口径、Kh-101和Kh-555等巡航导弹,以及Kh-25和Kh-29L等空地导弹,检验导弹和平台的作战能力。

  5年来,以美国为首的军事联盟和俄罗斯均举办了大量军事演习,涵盖反舰作战、两栖作战、水下作战、对陆打击作战、空战和跨域联合作战等内容,期间多次进行各类导弹实弹试射。大型综合演习慢慢的变成了各国加强战略威慑、验证作战概念和检验武器装备能力的重要手段。

  随着美国“第三次抵消战略”的发酵,2017财年起美国国防预算开始增加。特朗普政府上台后,国防预算持续走高,其中飞航导弹采办预算和研发预算也随之增加,为5年来美国飞航导弹的加快速度进行发展提供了有力保障。英国、法国和德国等欧洲主要国家,以及日本和印度等亚洲国家5年来国防预算均稳中有升。

  注:其中2017-2019财年为实际执行情况,2020财年为批复情况,2021财年为申请情况。

  俄罗斯近年来持续受到美欧经济和技术制裁,国内经济发展形势不佳,国防预算呈下降态势,对国防发展造成不利影响。为此,俄罗斯一方面加速装备与技术发展,缩小与西方国家的差距;一方面在高超声速技术等领域加大投入,试图抢占颠覆性作战优势。

  04、以AI为代表的高新技术浪潮席卷全球,对飞航导弹发展趋势产生深刻影响

  近年来高新技术群体突破势头迅猛,飞航导弹前沿技术不断涌现。特别是自主、机器学习、人工智能等前沿技术逐步进入军事应用领域,如基于图像识别和机器视觉的新型导航和制导技术、无人飞行器动态自主编队和自主作战等,将引领飞航导弹的颠覆性发展方向。

  其它如量子雷达、微波光子雷达等技术,将颠覆传统军事伪装与欺骗技术,实现对隐身目标的探测识别;如原子陀螺、太赫兹等技术,将提升导弹制导精度与抗干扰的能力;如毁伤效应可调战斗部、高功率微波战斗部、活性材料战斗部等,将增加导弹打击目标范畴与效能;如超燃冲压发动机、爆震发动机和核涡轮发动机,将提升导弹速度与航程。

  按照综合国防实力和飞航导弹技术水平,分美国、俄罗斯、欧洲/以色列、亚洲/金砖国家四类,对飞航导弹新研型号及现有型号的改进情况做梳理,如表1所示。

  综合来看,美俄全方面开展巡航、反舰、空地和反辐射导弹升级改进,重点提升射程与突防能力,并面向2030年作战需求加速新一代飞航导弹研制进程。欧洲重点研制和改进反舰导弹与空地导弹。亚洲多国在改进已有型号的基础上发展巡航导弹,旨在解决该类武器有无问题。

  美国和俄罗斯不断推进现役海基和空基巡航导弹升级,包括战斧、口径等巡航导弹开始提升射程、增强通信能力等;并面向2030年作战需求,加速远程防区外武器和下一代对陆攻击武器等新一代巡航导弹研制进程;同时伴随着2019年《中导条约》失效,美俄开始重启陆基巡航导弹研制与试验,有望在战斧和口径导弹基础上快速形成作战能力。此外,俄罗斯还推出了海燕核动力巡航导弹,该导弹达到近似于“无限射程”的效果,将成为一种新形式的战略威慑武器。

  其他国家也紧随美俄步伐,法国实现海军巡航导弹服役,并与英国联合推进未来巡航/反舰武器概念设计;印度在经历一次试验失败情况下最终完成无畏巡航导弹全部飞行试验,日本则开始发展类似美国战斧导弹的巡航导弹,韩国、伊朗完成巡航导弹研制,巴基斯坦成功试射潜基巡航导弹。

  图2 2019年8月从陆基MK41通用垂直发射系统发射的常规配置型战斧对陆攻击巡航导弹

  美国为应对大国对抗环境下的远洋作战,提出“分布式杀伤”作战概念,并大力推进反舰导弹发展,包括具备自主作战能力的远程反舰导弹和网络化能力的联合防区外武器C-1型服役,捕鲸叉导弹升级网络化能力并增程,战斧巡航导弹、标准-6舰空导弹增加反舰能力,还从挪威采购货架产品海军打击导弹。此外,美国还积极与日本、澳大利亚等盟国开展反舰作战演习演练。

  俄罗斯在为现役反舰导弹进行增程、增强电子防御能力的同时,频繁开展海基和陆基反舰导弹试射。欧洲多国对系列化反舰型号进行增程等升级改进,并顺利完成试验。印度积极改进布拉莫斯导弹,提升射程和抗干扰能力,并频繁进行导弹试射。日本着手开展陆基和空基反舰导弹增程与改进工作。

  美国多型空地导弹和反辐射导弹顺利服役或进入下一研制阶段,并扩大联合防区外空地导弹增程型等主力空地导弹采购规模。俄罗斯和欧洲、亚洲多国推出多款新型空地导弹和反辐射导弹,并对现役型号进行升级改进,增强从空中对地面各类目标的打击能力。

  按照综合国防实力和高超声速导弹技术水平,分美国、俄罗斯、欧洲、亚洲国家四类,对高超声速导弹发展状况进行梳理,如表2所示。

  (1)通用高超声速滑翔体(C-HGB)成功完成飞行试验,验证其转化为武器系统的可行性

  (2)海军以C-HGB为基础发展潜射中程常规快速打击(IRCPS)导弹,启动该弹与弗吉尼亚级潜艇的集成工作

  (3)陆军以C-HGB为基础发展陆基远程高超声速武器(LRHW),并组建首个高超声速导弹连

  (4)空军以C-HGB为基础发展空射高超声速常规打击武器(HCSW),但在关键设计评审后取消

  (5)空军授予空射快速响应武器项目正式编号AGM-183A,成功完成挂飞试验

  (6)DARPA推进作战火力(OpFires)项目,开发新型陆基高超声速导弹系统

  (7)空军以高超声速吸气式武器概念(HAWC)项目为基础,启动空射高超声速巡航导弹的型号采办进程

  美国将高超声速技术列为国防技术发展的最高优先事项,在战略规划和资源投入方面大幅倾斜。2016年以来美军陆续启动了5个高超声速导弹研制项目,同时加大对相关工业能力的评估和建设,着重关注工业生产供应链上的薄弱环节以及未来投资方向。此外,陆军还组建首个高超声速导弹连,提前开展培训和演练。

  俄罗斯一直格外的重视高超声速导弹研发技术,意图发展新的非对称作战能力。2017年,俄罗斯将研制和部署高超声速导弹列为新版武备计划的重大优先事项,集中资源推进多个高超声速导弹项目研发。过去5年,俄罗斯陆续公布了锆石、匕首、先锋等多个高超声速导弹研究项目,密集开展了多次试验。

  在美俄带动下,印度、日本、法国、英国等也相继启动高超声速导弹技术验证和型号研制项目。印度一方面自主研发高超声速技术验证机,另一方面与俄罗斯联合开展布拉莫斯Ⅱ高超声速巡航导弹研制;日本2018年启动了高速滑翔导弹和高超声速巡航导弹关键技术探讨研究项目,并逐年加大经费投入;法国在2019年新启动高超声速滑翔技术验证机项目,同时依托第四代空地核巡航导弹(ASN4G)项目发展高超声速巡航导弹;英国持续推进高超声速动力技术探讨研究,在2019年披露将启动高超声速导弹研制计划。

  俄罗斯率先基于弹道导弹改型和机动弹头技术发展助推滑翔式高超声速导弹,抢占了高超声速导弹实战化先机,目前已实现匕首、先锋两型高超声速导弹的部署列装。

  迫于俄罗斯的压力,美国自2017年以来在“快速部署”目标导向下,重点发展两类高超声速助推滑翔导弹方案,一是基于桑迪亚国家实验室20世纪70年的双锥体滑翔弹头技术,开发通用高超声速滑翔体,计划最早于2023年形成作战能力;二是升阻比更高、机动能力更强的楔形滑翔弹头方案,以HTV-2和战术助推滑翔项目为代表。基于战术助推滑翔(TBG)研究成果,美军通过中间层采办程序快速启动空射快速响应武器项目,加速推进高超声速助推滑翔导弹的研制,计划在2022年形成早期作战能力。

  2017-2019年,美国显著加大助推滑翔高超声速导弹研究投入力度,同时主要依托HAWC项目推进高超声速巡航导弹关键技术攻关;2019年下半年以来,美国认识到高超声速巡航导弹在尺寸、价格、平台适用性等方面的优势,开始重新重视发展吸气式高超声速技术,正以HAWC的技术验证为基础加快空射型号转化。

  俄罗斯一直积极发展高超声速巡航导弹,正快速推进锆石高超声速巡航导弹项目,该项目从2015年开始做飞行试验,目前已接近列装,并将以舰射型号为基础,发展潜射和陆基型号。

  近5年,世界各强国开展大量技术探讨研究,大多分布在在先进动力技术、不依赖GPS的导航技术、多模融合制导技术和协同网络化技术等领域。

  作为亚声速飞航导弹的主要动力系统,涡轮喷气发动机近年来在工作效率提升的同时,正朝小型化、低成本、耐高温等技术方向发展。美国持续推进通用可承受先进涡轮发动机(VAATE)等项目,提高发动机推力和推重比、减少相关成本、提升工作效率,使航程有大幅度增长。俄罗斯研发吸气式核涡轮喷气发动机,发展近乎“无限射程”的亚声速巡航导弹。

  为抢占高超声速武器制高点,包括美国、俄罗斯、法国、德国、挪威、日本和印度等各国竞相发展高超声速飞行器动力技术,重点推进超燃冲压发动机、爆震发动机等研制。

  此外,增材制造技术已开始应用于飞航导弹动力系统,以降低生产所带来的成本,提高零件质量,还将支撑创新型动力系统方案设计。

  为应对复杂战场环境,摆脱当前飞航导弹导航定位系统过于依赖卫星导航信号,易扰阻断而不可靠的问题,美国持续推进不依赖GPS的导航技术。通过微型定位、导航和授时(Micro-PNT)、自适应导航系统(ANS)、对抗环境下的空间、时间和方向信息(STOIC)、原子-光子集成(A-PhI)等项目发展高性能惯性测量单元、高精度陀螺,并探索自主融合光学、射频、地磁、重力及机会信号等实现精准定位导航;同时研发视觉辅助导航系统(VAN)、结合惯性状态的平顺和测绘评估系统(SAMWISE)等基于图像和视觉的新型导航技术项目,部分已取得阶段性成果。

  以提升复杂战场环境下的打击精度为牵引,世界军事强国重点开展主被动雷达和红外成像领域基础研究,提升频谱探测范围、灵敏度和识别能力,保证在复杂战场环境中的末制导精度。并结合不同制导技术的优点,为多型在役和在研飞航导弹装备多模导引头,包括美国联合空地导弹、海上打击战斧导弹,英国长矛空地导弹和印度新一代反辐射导弹等,有效增强导弹制导精度和时效性。

  美国还积极研发基于机器视觉技术的光学导引头和采用开放式系统架构的智能化导引头,增强飞航导弹的自主识别能力,提升作战灵活性。同时,精确制导器件在结构设计、材料和制造工艺等方面慢慢的提升,降低导引头的成本、尺寸、重量和功耗。

  5年来,美国加速提升飞航导弹网络化作战能力,主要通过为联合防区外武器C-1型和捕鲸叉Block Ⅱ+等导弹加装双向数据链,使导弹能从作战网络中实时获取任务信息,在飞行途中变更目标并提供打击效果评估。2019年,美军在前期大量工作基础上启动金色部落项目,逐步提升几型现役空地导弹的网络化程度,发展武器间及与携载平台间的信息交互能力,结合作战任务规划,以期实现现役导弹的协同集群式作战。此外,美国、俄罗斯还积极探索无人系统与导弹协同作战能力,重点探索利用无人机为导弹提供目标指示信息、导弹投送无人机载荷等方面。

  到2025年,从国际战略格局看,大国对抗态势将更加紧张;从型号发展看,面向2030年服役的下一代飞航导弹发展进入关键时期,美俄多型高超声速导弹将进入服役。通过对战场需求、装备体系发展和前期技术情况的梳理,对2025年导弹型号与技术的发展形态趋势进行如下预测。

  2020年新冠疫情对各国经济和民生已经并将继续造成严重打击,美国为此实施无限金融放水和下一阶段贸易战,必将导致与全球各国尤其是我国的矛盾激化,为此美国必然以军事威胁为后盾强压各国承接其矛盾转移。面对逐步的提升的战争可能,飞航导弹作为战争的首选武器,是在印太这一广袤地区执行远程纵深打击任务的不二之选,其装备规模势必持续快速扩大。

  预计未来5年,飞航导弹为满足强对抗环境作战需求,射程将进一步增加,逐步的提升导航、制导和毁伤性能,并提升抗干扰能力和对时间敏感目标的打击能力。

  02、以马赛克战和联合全域作战概念为牵引,精确打击作战构建多重动态杀伤链

  5年来,美军分布式作战和多域作战等概念持续不断的发展,并演进出马赛克战和联合全域作战概念,这些作战概念的突出特点是利用美军多年来发展的网络化技术、协同技术、无人系统技术、作战计算技术、人机交互技术和人工智能技术等创新发展智能化作战样式。

  目前美军已部分实现无人机领域的分布式作战能力,并正在构建全域协同的智能化作战体系。未来飞航导弹也将作为节点,不断的提高协同和智能作战能力,可与作战网络中各类指控节点、侦察节点和打击节点等来控制和情报交互,根据战场态势变化实时调整集群与个体任务规划,从而形成自适应动态“杀伤网”。

  预计未来5年,飞航导弹将具备某些特定的程度的自主与协同作战能力,可以与指控体系实现实时战场信息交互,与网络中的其它节点实现有限交互,并根据提前设定的任务规划算法应对可预见的战场环境变化,形成多重动态杀伤链,提升作战灵活性。

  伴随着美俄两国高超声速导弹型号的服役,高超声速打击体系正式成形,未来作战将更加凸显精准快速的“点穴式”杀伤。拥有高超声速武器的国家将建立新的非对称攻击优势,使现有传统防空反导防御体系失效,而对手受防御技术难度和效费比制约,难以在极短的时间内形成有效的防御体系,战略态势迅速向拥有高超声速武器的一方倾斜。同时,高超声速武器可与传统的核武器形成混合配置,相互补充,逐渐增强威慑的可信性、有效性,同时其新增效能可助推战略态势的改变和战略格局的稳控。

  预计未来5年,中程和中远程助推滑翔高超声速导弹将迎来井喷式部署列装,并以较高成本进行小批量生产;吸气式高超声速巡航导弹技术进一步成熟,进入型号入役前的关键研制阶段,将率先实现空基部署。

  飞航导弹作为战争中的主要打击手段,一直是全球范围内军事发展的重点装备。5年来,受到以美国为首的军事强国战略调整、以及有关技术快速进步的推动,飞航导弹发展十分活跃。能预见,随着未来大国竞争局势的进一步升级,飞航导弹装备和技术发展仍将获得各国的格外的重视,需要保持持续跟踪和研究。

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