【軍事特稿】William:美軍試驗極超音速武器AGM-183A 誓要在新層面軍備競賽中領先?

2019-06-21 17:29:06
William Lam

現實中只是個小職員的軍武 / 科普愛好者

負責搭載試驗、序號 60-0036的B-52H隸屬愛德華空軍基地的第419試驗飛行中隊。(網絡圖片)

 

據美國軍事媒體The Drive報道,美軍首種真正用作極超音速武器的導彈已經於6月13日展開首次飛行測試(註:不是發射測試,只是帶感應器飛行並收集數據),並於6月17日發放相關照片。該導彈暫定編號AGM-183A,計劃代號ARRW(空射快速反應武器,Air-launched Rapid Response Weapon),分類為極超音速滑翔體(hypersonic glide vehicle (HGV)),由洛竭馬丁研發。該份武器合同於去年8月簽訂,原訂於2021年11月完成計劃,並於2020年代中期前開始實用部署。

Sanger彈道與錢學森彈道的比較,不同點在於Sanger彈道會重覆重返大氣層幾次。(網絡圖片)

 

美軍暫時對這種極音速武器的性能諱莫如深,但計劃進度要求甚快,而就當初任務書內容可知,這是一種火箭助推滑翔彈,亦即是說,它並沒有任何動力,純粹就是以彈道導彈推上大氣層,並以錢學森彈道 / Sanger 彈道形式飛行的極超音速滑翔體。事實上,這和俄國新近已服役的前衛式(Avangard)滑翔彈頭與中國的WU-14極超音速飛行器(裝於東風17彈頭艙中?)都是同類東西。有研究由命名規則中指出這種武器是裝備核彈頭的,可能是作為戰略武器而存在。

中國航空工業發展中心廖孟豪先生分析並製圖的AGM-183A尺寸估計。這裏以下方GAM-87A天閃空射彈道導彈作比較。(網絡圖片)

 

由照片顯示,AGM-183A的體型並不算大,尺寸大約長6.5米,彈徑約0.77-0.8米,頭錐段全長約1.7米,體積比俄國KH-47M2匕首式空射短程彈道導彈還小,重量可能只有兩噸,一般戰術飛機都可搭載。不過事情也沒有這樣簡單:由於美軍公布的消息極少,以下可能性都可以影響性能:

2011年8月HTV-2試驗時該飛行器極高速滑翔的片段。

事實上美國研究SANGER彈道 / 錢學森彈道飛行器的經驗十分豐富,只是.......之前的研究都是集中於重覆使用的重返大氣層大型載具,如早期的X-20太空飛機及X-38太空站乘員返回/逃生載具;事實上,連穿梭機都是這方面研究的成果。(網絡圖片)

1. 彈頭搭載形式的改變?

由於計劃進度要求很急迫,雖然計劃方不斷聲稱要用超前科技實現目標,但要在三年內完成研究似乎相當困難,因故美國已有軍事愛好者認為這極音速導彈應該是使用10年前DAPRA獵鷹計劃的HTV-2滑翔載具(3.7米長,只飛過兩次,而且只飛了9分鐘,連預期1/3都沒達到)作為主要研究基礎。由於此前ARRW相關的任務計劃強調會用到TBG技術,這彈體有很大概率會在頭罩內裝滑翔體彈頭,並在火箭達到彈道高點後釋放。

 

DARPA 的HTV-2實驗型HGV,由金牛座運載火箭(由已退役的MX洲際彈道導彈修改而成)運載進行投射。可能由於速度要求太高(17-20馬赫),本機兩次測試過程中機體均出現機身無法忍受的熱失控(3000度高溫)而解體。最上方的照片為2019年展出的縮比模型。(網絡圖片)

 

然而,亦有分析指該彈可能是更簡單的東西,原因是這火箭實在太小;作為HGV,必須推離大氣層,然後降下到大氣層邊緣進行極超音速滑翔,然而這火箭似乎很難達到所需要的高度並獲得高速再入大氣層的能力,加上彈頭艙段頂多只有1.7米,彈頭體積不足,加上導航系統及因應大氣層內高速滑翔而配備厚重的隔熱物料,餘下空間要裝備彈頭也不容易。如果因為體積不足而令射程與突防速度不夠,那美軍要裝備也不見得有意義。

 

三圖左起分別是KH-47M2 ALBM,右圖的不知名掛載彈與兩彈的比較圖(中)。關於右圖的導彈究竟是反衛星導彈還是遠程極超音速ALBM,現在還沒有定論。(網絡圖片)

美蘇對於機動彈頭的研發相當早,只是因為限核協議而放慢了研究與部署。圖為麥道於1980年代初期研發的AMRV機動彈頭及其在飛行軌跡中的激烈變動。底部扁平的設計令它具備一定的乘波體構形,可以作較強的機動滑行。事實上當時的機動彈頭的改變飛行方向模式,主要是分成乘波體及改變體體重心以控制飛行方向兩種。(網絡圖片)

 

 

分析指這東西更可能是一種類似KH-47M2而且體積更小、射程較低的小型空射極超音速彈道導彈,採用旋成體或者有一定乘波體構形、較強調機動能力而非滑翔能力的機動彈頭(MARV),理由是美國當年對機動彈頭的研究更多更豐富,可以更快達至實用化(事實上美國80年代就已接近實用化,蘇聯進度亦接近,只是因為限核條約而沒有繼續下去,反而英國有進行少量部署)。如是這樣,雖然現役B-1、B-2及2020年代中期服役的B-21可內載2-3枚,但威懾距離不足始終是個難題,也難以作為有效的戰略攻擊力量。

 

現時還沒有B-52專用重型雙掛架的任何資料,而上個B-52用的重型雙掛架就是用掛載GAM-87A ALBM用的,只是……GAM-87A只有5噸重。(網絡圖片)

2. 所展示彈體並非全部?

事實上,這支導彈外形也比較奇特,尤其是尾部較彈徑闊,似乎後面還有東西要裝似的。關於這點,必須由另一宗之前沒多少人留意的軍事新聞說起:差不多一年前,美軍提出一份發展合同,要求投標商於6年內完成一種專為B-52H而設的重型雙掛架(HRC),每個掛架可搭載兩枚20000磅級(9噸)的超大型武器。奇怪的是,美軍現時最重型的空射武器如MOP及MOAB重量都超過這要求,其他武器則遠遠沒那麼重,一般認為這是準備給遠程極音速武器使用,而且這類武器的重量限制約莫9噸以下。

事實上,部分分析看來並非毫無道理。AGM-183A型導彈的尾部直徑莫名其妙的較闊,由於飛行阻力較大,很少有導彈這樣搞,不過如果這個是導彈第一推進段與較小直徑的第二推進段間的整流罩,那就很好解釋了。(網絡圖片)

 

由於今次只是AGM-183A的搭載飛行試驗,加上其大小實在太小,火箭燃燒時間及彈道高度有多少都是問題,並直接影響速度及射程;不過如果考慮到試驗只測試搭載時的氣動特點,而未來掛架限制提高到9噸,那才能給予AGM-183A更遠程的核打擊能力(無論這個是HGV還是更傳統的機動彈頭段)。就這個思路去看,今次AGM-183A很大可能未裝上助推火箭。若果全推進段超過8米,質量大約7-8噸,加上滑翔體/ 較傳統的MARV,射程可以達3000甚至4000公里,速度達10-15馬赫也不是問題了。

右邊為GAM-87A ALBM 天閃,左邊為稍早更大型的WS-199B無畏獵戶(Bold Orion)。(網絡圖片)

 

事實上,這就是空射中遠程彈道導彈(ALBM)!美國空軍曾於1950年代晚期開發數種空射中程彈道導彈,而B-52就是當時這種重型空射彈主要載機。若AGM-183A增加一節推進段,兩段式火箭將彈體推上更高高度並脫離大氣層,從而進行滑翔或末端機動就容易得多,而且射程及威懾力也會大幅提升。

HAWC兩項競爭項目,分別是諾斯諾普/雷神的構形(左)與洛竭馬丁的方案。兩者同樣使用超燃速衝壓引擎技術,也要求能以一般戰術飛機作常規打擊之用。(網絡圖片)

總結:

這幾年由於「科技樹」發展不同、需求各異,加上美國要花大量國防開支於區域戰爭上,令中俄在極超音速武器發展上似乎佔有先機。對於執意「美國優先」,一意抗衡中俄勢力,甚至不理會與傳統盟友關係的特朗普而言,這可是個不能容忍的差距,故美國積極甚至急於研發至少是同級數的極超音速武器,是可以預期的:事實上,洛斯諾普與洛竭馬丁現時可在發展兩種高速音速衝壓引擎巡航導彈,以競爭DARPA的常規打擊武器項目”極超音速吸氣式武器概念計劃”(Hypersonic Air-breathing Weapon Concept program, HAWC),不過這個計劃進度仍較慢,暫時除傳出諾斯諾普利用3D打印技術製作超燃速發動機進氣道的粗胚外,近來就未再提出什麼新搞作。

另方面,由於這種武器的突然性與攔截困難,配合核武器,可說是一種有效的先制核打擊手段。加上有傳指美軍正研究新世代「可獲勝」的先發制人核打擊戰略(重點是以中小規模的核打擊先重創敵人)。若然成事,這必然進一步加劇核子競賽及超級大國鋌而走險發動先制核攻擊的風險,無疑為世界帶來更進一步的不穩定因素。

By 2019-06-21

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