編按：不能不說，ARRW的彈頭滑翔體造得相當小，甚至可能不足一米長，加上扁平的外形，就算裝上核戰鬥部，爆炸力都可能較一般戰術核彈小，若要常規打擊，裝葯也可能不起過100公斤，要靠動能進行破壞了。(圖片來自美國空軍) 

6月30日，美國五角大樓表示，近日美國高超音速武器的最新測試失敗，在整個系統的第一次測試中出現了「異常情況」，但官方並未給出有關「異常狀況」的具體細節。

「並非完全失敗」的失敗

據媒體的報導，美軍這次的測試是在夏威夷的太平洋導彈靶場進行的。測試是在一個兩級導彈助推器上發射，通用高超音速滑翔體，助推器本應在系統啟動後，將其加速到超過5馬赫的高超音速，此時滑翔體分離，並利用其速度到達目標地。五角大樓發言人蒂姆·戈爾曼(Tim Gorman)中校表示，「異常現象」阻止國防部完成整個測試，但「這並非完全失敗」。

他在一份聲明中說：「雖然國防部無法收集計劃中的全部飛行曲線資料，但從這次測試中收集的信息，將為將來的研究提供重要的依據。」今次已經不是美軍第一次測試高超音速武器時，因為助推器出故障而失敗，此前美海軍和陸軍合資的通用高超音速滑翔體測試，也因助推火箭失敗而提前結束。

編按：ARRW特色是大幅厭縮體積，務求像一般戰術導彈一樣，轟炸機可搭載多枚，以發揮戰術效果，為此不惜連彈頭也縮小，更依重動能去破壞目標。(網絡圖片) 

今年5月，美國空軍成功地進行了一次空射快速反應武器（ARRW）的測試。空軍武器項目執行官希斯·柯林斯(Heath Collins)準將說，這是該部隊的一項 「重大成就」。不過，美國空軍的ARRW項目在開發過程中亦挫折連連，成功之前的三次飛行測試均告失敗。在國會擔心美國落後於中國和俄羅斯的高超音速武器計劃後，五角大樓更加重視高超音速武器的發展，而本次測試失敗，是美國在高超音速武器方面落後於中俄的又一例證。

CNN表示，去年中國就成功地測試了一種高超音速武器；而最近俄羅斯向烏克蘭發射了「匕首」高超音速導彈，成為第一個在戰爭中使用高超音速武器的國家，美國需要對此提高警惕。

錢學森彈道和桑格爾彈道查實都是在上大氣層作高超音速滑翔的彈道，然而桑格爾彈道會不斷重覆躍升及再入的過程，而錢彈道則只在最初段進行再入，然後一直滑翔。桑格爾彈道因為多次再入，對飛彈來說穩定性不夠，這彈道可能較適合航天飛機多點。(網絡圖片)

 

「水漂彈」的原理

作為全球軍事實力和科技實力頂尖的美國，近年來在高超音速武器方面屢試屢敗，美軍究竟在高超音速武器研製方面出了什麼問題？在回答這個問題前，首先我們要搞清楚一個基本問題：高超音速武器和現在彈道導彈的區別。因為網上有一個觀點，各國的洲際導彈再入時速度已經達到幾十馬赫，這些不能算是高超音速武器嗎？確實不是。

3M22過去被認為是一種吸氣型的高超音速武器，但就近年所知資料顯示，它是一種可吸氣但又可高滑的複合高超音速武器，更重要的是，其標準化到連暴徒級這類小型導彈艦都都可以搭載。(圖片來自連結)

 

這裡講的高超音速武器是「助推-滑翔」式武器，因為這種武器的飛行過程很像我們玩的打水漂，所以網上形象地稱其為「水漂彈」。這種武器是通過火箭助推器發射，然後在沒有推進的情況下滑翔很遠的距離。這與美國和其他國家也在努力製造高超音速巡航導彈有著質的區別。正是因為這個原理，俄羅斯方面的「匕首」和「鋯石」這兩款導彈，並不被美國認可為真正意義的高超音速武器，美國把這兩種導彈看作是冷戰時期美蘇兩國搞過，後來下馬的空射彈道導彈 (註：美軍對「匕首」有點不以為然，但因為鋯石用的可能是吸氣超燃速引擎或吸氣與高滑聯合，並未忽視其威脅性。)。

70年代後期，美軍當時在籌劃更先進的機動彈頭，作為洲際導彈的配置。這是已知第一種利用高超滑翔原理的彈頭，但其氣動及高滑能力卻比較低，航程也不夠500公里。在第二次限核約(SALT II)後，本彈就停止研發了。(圖片來自連結)

 

我們先瞭解一下高超音速武器發射的三個階段。第一個階段是「水漂彈」從發射架發射到飛出大氣層的過程，這個階段是在大氣層內的飛行，一般稱為導彈的上升段，即初始階段。

第二個階段就是「水漂彈」飛出大氣層外，在大氣層外向目的地區域飛行的過程，一般稱為飛行中段。

第三個階段就是「水漂彈」到達目的地區域上空附近，重返大氣層，命中目標的過程，一般稱為重返大氣層階段或再入段，即末端段。

從美軍數次測試高超音速武器的過程看，美軍的失敗大都是在初始階段，也就是助推器或者助推階段存在問題。這個階段出問題無非就是兩點：

一是助推藥劑有問題。美國作為地球上數一數二的火箭強國，在助推藥劑的研究絕對是第一流的，很難相信能把火箭發射到外太空的美國，會在助推藥劑方面出問題。更何況美國進行了多次的高超音速武器測試，如果只是助推藥劑有問題，美國不可能不做出改變。

 

如果真是助推器有問題，那可能就是ARRW所用助推器為追求空射而嚴重限制大小，無法有效達至適合的高度和初始速度。要知道HTV-2試飛時，所用載體是比MX導彈還要巨大的米諾圖4型運載火箭，這當然有很好的表現了，只是......值不值得而已。

 

二是助推器有問題。美國的火箭助推器出問題，也難以令人置信，助推器對於一般的航太國家來說都不是什麼難點，更何況是航太強國美國。我們可以看一個例子：2010年前後，美國試飛了一種遠端滑翔機--「高超音速技術飛行器2(HTV-2)」，這款飛行器被一枚火箭提升到20馬赫的初始速度後，理論上它的滑翔里程可達7,600公里。十幾年前既能達到如此高速，可見助推器和助推藥劑並不是美軍研製高超音速武器道路上遇到的攔路虎。

很明顯，美軍在高超音速武器上的屢屢失敗另有的原因。

HTV-2高超音速滑翔器曾以近20倍超音速滑翔十多分鐘，但在最後一段時間發生爆炸並墜毀，這算是它最後的鏡頭，事後調查報告顯示彈頭翼端的溫度仍然過高且無法在飛行途中有效散熱，最後導致熱失控解體。這問題似乎在減阻能力不足導致過熱失控。(圖片及資料來自連結1及連結2)

 

又有的賴他國

目前大量的公開資料表明，高超音速武器發射時面臨最嚴峻的挑戰，物理定律是攔路虎、絆腳石。高超聲速武器的設計者面臨著一個令人望而生畏的對手：阻力，流體為任何通過它的東西而產生的阻力。飛行物體上的阻力與其速度的平方成正比，使飛行物體在高超音速時特別受阻。例如，在5馬赫的滑翔機的阻力是在1馬赫時的25倍，而在20馬赫時的滑翔機面臨的阻力是在1馬赫時的400倍。

高超音速滑翔機必須產生升力——一種垂直於其運動方向的力，才能保持在高空並可轉向。正因為如此，升力也與速度的平方成正比。此外，產生升力的氣動過程也不可避免地產生阻力，將升力與阻力的交互作用達至最恰當的點，就是「水漂彈」的核心技術。

編按：西北工業大學牽頭的""高超音速吸氣型飛行氣"飛天一號"，有能力以超燃速沖壓引擎飛行，也能在無動力情況下進行高超音速滑翔。(圖片來自連結)

 

美國產業NGO撰文稱，美國兩次高超音速導彈實驗失敗，皆因採納了中國理論。果真如此嗎？以中國的「水漂彈」「東風-17」為例，該導彈採用「錢學森彈道」原理，基本都在大氣層之內飛行。雖然速度只有10馬赫，由於飛行高度低，包括「薩德」、「愛國者」、「宙斯盾」在內的現有反導系統基本無法攔截。

除此之外還有一個關鍵點，就是彈頭的乘波體造型。形象地說，「東風-17」是在「打水漂」時又加了「衝浪」動作，因為氣流的變化是會時刻受到天氣變化的影響，只要導彈進入中段巡航階段，飛行器在關閉發動機開啟滑翔模式之後，就會像衝浪一樣，在空氣的升力與阻力間滑翔，飛行軌跡變得變化莫測。試想誰又能精准捕捉海浪的動向呢？而這也正是「錢學森彈道」獨步天下的關鍵所在。

 東風17可說是第一種正式服役的高超音速滑翔武器，其特別之處是擁有小翼，彈尾也似乎擁有噴氣系統，有可能可對激波進行一定的操控。(網絡圖片)

 

賴中國理論有問題，幾乎站不住腳。實際上高超音速武器的物理理論基礎很重要，因此筆者大膽猜測，美軍的問題是出在理論基礎上，即是高超音速武器的物理理論沒突破，卻一味在推進藥劑和助推器方面下功夫，爭取把高超音速武器更好的推送到更高的速度，以實現末段的高速滑翔。但是現在從技術上來看，助推藥劑似乎已經走到盡頭，除非原料有質的突破，否則無法再做更多的提高。

要說美國作為地球上第一軍事科技強國，在武器研製的基礎理論方面有欠缺，恐怕很多人覺得不可思議。畢竟早在上個世紀末，美軍就提出高超音速武器的概念和設計，發展實驗期也長於別國。但是美國最大的問題就是，多年來在高超音速武器項目是廢棄又重啟，兜兜轉轉浪費太多的時間和精力，造成理論基礎上有欠缺。

 

 

基礎理論好比是新科技發展的窗戶紙，只有捅破了它才能登堂入室。就像我們讀書時，都遇到難解的數學題，有時不管用多大的精力和解題技巧就是解不開，只有回到基礎的公式，好好地理解數學公式的原理，才有機會解開難題。而美國在高超音速武器方面，大概率就是卡在基礎理論上，有道是綱舉目張，回到起點找准方向，可能才是捷徑。