高超音速飛彈控制飛行還是等離子鞘套,哪一個是真的?

華語智庫 發佈 2020-08-10T09:36:33+00:00

在驚訝於俄羅斯高超音速方面取得重要成就的同時,人們也冷靜地思考了可能存在的疑問——俄羅斯是如何解決穿透等離子鞘套的通信問題嗎?

作者:莫劍

來源:華語智庫公眾號

近年來,俄羅斯在高超音速武器研製方面取得了巨大的成果,「鋯石」、「先鋒」、「匕首」等一系列高超音速武器型號相繼出現在人們的視野里,其中俄羅斯「先鋒」高超音速飛彈系統於2019年底正式進入戰鬥值勤,成了俄羅斯戰略火箭兵保衛俄羅斯國家安全的武器庫中的又一利器。

一、令人驚艷的技戰性能

作為鎮國利器,「先鋒」飛彈系統的技戰性能自然屬於俄羅斯的高度機密,人們對它們的了解僅限於消息靈通人士的隻言片語或者權威專家的解讀。媒體上所宣稱的27馬赫的高超音速、大氣層內大幅機動變軌、長時間可控飛行、洲際飛行距離等等,拿出其中任何一種性能都能讓其他國家羨慕嫉妒恨。


二、可能的疑問

在驚訝於俄羅斯高超音速方面取得重要成就的同時,人們也冷靜地思考了可能存在的疑問——俄羅斯是如何解決穿透等離子鞘套的通信問題嗎?

這樣的疑問是由普京總統關於「先鋒」高超音速飛彈「在等離子環境下長時間控制飛行以及左右上下大幅機動」的描述與「等離子鞘套導致通信中斷」的現實之間的「矛盾」引起。

眾所眾知,等離子鞘套是指飛行器高速返回大氣層時,由於激波形成包圍飛行器的高溫等離子體殼層,無線電信號無法穿透,從而造成通信中斷。早在上個世紀60年代發射太空飛行器時發現這一特點以來一直存在,可回收太空飛行器的每一次著陸,進入稠密的大氣層時太空飛行器上的無線電通信和遙測信息接收都會中斷。

而這與普京總統關於「先鋒」飛彈的描述存在「矛盾」。普京說:「與現役飛彈型號不同的是,「先鋒」飛彈能夠在稠密的大氣層以20馬赫以上的高超音速完成洲際飛行。在飛向目標時,滑翔式巡航戰鬥部可以實施左右(達數千千米)和上下大幅機動……新型複合材料的運用解決了滑翔式巡航戰鬥部可以在等離子環境下長時間控制飛行的問題……飛彈表面溫度達到了1600-2000攝氏度,但此時巡航戰鬥部處於可靠的控制之下。」

我們絲毫不懷疑俄羅斯有高超音速武器。但我們更關注「長時間可控制飛行」和「左右和上下大幅機動」這一描述。如果說這種「可控制飛行」指的是在卡門線以上沒有空氣的宇宙空間飛行的話,那麼我們對普京總統的話就沒有任何可以懷疑的理由。但是普京說的顯然是在稠密的大氣層等離子鞘套中的可控制飛行。所謂可控飛行,必須要接收外部控制信號或者實時準確知道自己的坐標以便計算飛抵目標的軌跡。在沒有外部信號,比如來自格洛納斯衛星導航系統的信號,就無法修正巡航戰鬥部自主慣性系統的當前坐標,當然飛彈自導頭也就無法探測到移動目標並將其摧毀。


三、幾種可能性

那麼要實現控制飛行,要麼是俄羅斯解決了穿透等離子鞘套的通信問題,要麼是將高超音速飛彈的飛行速度從高超音速降下來讓等離子鞘套消失。亦或者最離譜的猜測是先鋒飛彈並不具備俄方所宣稱的那種可控飛行和大福機動性能。

穿透等離子鞘套的通信問題一直是世界各大國科學家攻研的對象,美國是這個領域當之無愧的領頭羊。無論是深耕無線電波穿透等離子鞘套傳播問題的史丹福大學的研究成果,還是從俄美兩國的航天實踐來看,並未解決這一問題。

2019年3月,NASA直播了馬斯克的無人駕駛龍飛船的飛行和回收。在展示安放人體模型的艙室的電視畫面時,飛船進入了稠密的大氣層,艙室內的直播視頻中斷,在幾分鐘以後當降低速度、等離子鞘套消失後直播才恢復。也就是說至少在2019年3月1日之前,美國並沒有穿透等離子鞘套傳輸無線電信號的技術。同樣,2020年4月17日,俄羅斯的聯盟號可回收飛船在從國際空間站返回進入稠密的大氣層時,無線電通信同樣消失。如果俄羅斯有穿透等離子鞘套的無線電技術的話,應該會立即運用到俄羅斯的可回收太空飛行器上,特別是在美國宣布不再租用俄羅斯聯盟號飛船進入國際空間站的情況下。

而將「先鋒」高超音速飛彈的飛行速度從高超音速降下來讓等離子鞘套消失,雖然可以實現控制飛行,但這樣使得高超音速飛彈容易被敵防空反導系統攔截,從而失去了高超音速飛彈研製的初衷。

高超音速飛彈的控制飛行,還是等離子鞘套,我們到底該相信哪一個?

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