俄罗斯高超声速技术发展综述

俄罗斯高超声速技术发展综述

俄罗斯大力研发高超声速武器近年来，美国在高超速技术方面取得的巨大进展使俄罗斯意识到了新的潜在危机。2012年,俄罗斯副总理迪米特利·罗戈津表示,俄罗斯必须重启高超声速武器研发项目,以应对美国在未来可能形成的高超声速作战能力,号召俄罗斯工业部门大力研发高超声速技术。2014年4、5月,俄罗斯接连披露高超声速方面的研发动态,显示其逐渐加大了对高超声速技术的研发力度。本文将对俄罗斯高超声速技术的发展进行梳理。1高超声速发动机进入飞行试验阶段早在20世纪50年代末,俄罗斯(苏联)便开始了超燃冲压发动机的基础研究工作,在世界高超声速技术领域曾占有举足轻重的地位。80年代冷战期间,苏联与美国进行了大规模的军备竞赛,在高超声速战略导弹、空天飞机、高超声速飞行器等领域都开展了大量的研究,代表项目有Х-90高超声速战略导弹、1986年开始设计的图-2000空天飞机以及1987年开展的冷(Kholod)项目。期间,俄罗斯的超燃冲压发动机研究进入加速状态。20世纪90年代,随着冷战的结束和苏联的解体,俄罗斯逐步形成了以“非对称”战略为牵引的军事理论。在此军事理论牵引下,俄罗斯继续大力发展高超声速项目,超燃冲压发动机进入飞行试验阶段,其高超声速技术水平已处于世界领先地位,与美国形成竞相争霸之势。1991年11月27日,冷飞行器进行首次飞行试验,为人类开启了高超声速飞行试验的大门,首次实现了从亚燃到超燃模态的转换,并在第五次飞行试验中创造了Ma=6.5的纪录。此外,90年代,俄罗斯还研发了针、针-31以及彩虹-D2等高超声速飞行器,这些飞行器被称为第二代高超声速试验室(TheSecondHFL)。同时,俄罗斯还大力发展空天飞机对抗美国的NASP计划,包括阿雅克斯(AJAX)高超声速飞行器、鹰(ORYOL)可重复使用运载器等。2高超声速技术的研发活动进入低碳化社会进入21世纪以来,在美国主导的新军事变革冲击以及本国经济的影响下,俄罗斯将战略核力量作为维护国家安全的主要遏制力量,并施行“核遏制”的战略,实施“先发制人”的核打击原则。在这一背景下,俄罗斯的高超声速技术研发活动进入低潮。以俄罗斯中央流体动力学研究院(CentralAerohydrodynamicsInstitute,TsAGI)为例,2000—2010年几乎没有发表与高超声速相关的AD或AIAA报告,而2010—2013年发表AIAA论文就达到了10篇(内容涉及绕锥体的层流-湍流转捩、湍流中的噪声源的建模、不稳定波控制、斜激波与附面层的二维相互作用等)。由于缺少大型高超声速项目的牵引,俄罗斯在高超声速领域的影响力和地位日渐被美国赶超。3回流的痕迹由于高层战略政策的调整,近两年,俄罗斯高超声速研发活动呈现出回暖的迹象。2012年夏在阿赫图宾斯克试验中心完成高超声速导弹与载机挂架的分离试验,2014年4、5月,又接连披露多个高超声速的动态,显示了高超声速技术重新得到俄罗斯的重视。3.1阿布诺索夫：最最大高超声速机动试验项目《MoscowTimes》2014年5月23日报道,俄罗斯战术导弹集团公司首席执行官鲍里斯·阿布诺索夫在哈萨克斯坦2014年Kadex武器与军用设备展上称,该公司已与几十家研究院所和公司组成了12个工作组,联手研发高超声速导弹,首个高超声速导弹的样弹预计将于2020年前完成研制,并在2020年试验。这将是俄罗斯第一型高超声速导弹,俄罗斯国防部和工业与贸易部已经批准了该项目。3.2高超声速气动试验研究《Flightglobal》网站2014年4月30日报道,TsAGI已经完成了可重复使用高超声速有翼火箭运载空天飞行器的第一阶段可行性研究。飞行器的俄文缩写是МРКН,意为多用途火箭运载器。飞行器将设计为能携带20~60t载荷入轨,第一级为一次性运载火箭(Launcher),分离后坠落地面。上面级可重复使用飞行器采用鸭式布局,前机身上部有向上倾斜的鸭式升降舵,机翼后掠并带有翼尖小翼,机身后部采用“V”形尾翼。TsAGI的气动热力学和高超声速研究分部已经对МРКН空天飞行器进行了试验,在其风洞设施中研究了亚声速和高超声速飞行问题,包括机体热效应;研究了飞行器可重复使用部分的3台涡扇发动机的不同潜在动力方案的气动特性,包括进气道和喷管的构型;另外,还提供了飞行器火箭助推器的构型。试验获得了有关МРКН飞行器着陆过程中可能特性的有价值数据。МРКН飞行器的概念研究由朱可夫斯基实验室负责,赫鲁尼切夫研究所负责火箭发动机的制造,另外还有20多家研究机构参与了该飞行器的研究。2016年以前,TsAGI将继续对该飞行器进行试验和制造。3.3gll-vk/ss-25/高超声速试验据《WashingtonTimes》网站2014年5月21日报道,俄罗斯于5月20日进行了一次SS-25白杨洲际弹道导弹的试射,试验内容包括一型先进弹头的测试。俄罗斯官方国际文传电讯社援引国防部发言人叶戈罗夫的发言称,试射的目的是测试一型研发中的洲际弹道导弹的弹头。2001年7月,俄罗斯对SS-25弹道导弹与高超声速机动弹头一体化的飞行器进行飞行试验;2003年莫斯科航展上,俄罗斯公开了SS-25与高超声速试验飞行试验台(GLL-VK)一体化的方案,如图4所示;2004年2月在“安全-2004战略演习”中,俄罗斯再次发射了一枚装GLL-VK机动弹头的白杨-M洲际弹道导弹,并且俄国防部还公开了一张有突防能力导弹的弹道图。2009年,莫斯科航展公开了GLL-VK模型。所以,可以推断此次试射的应该是GLL-VK弹头。GLL-VK飞行高度约为33km,正处于美国中段和末段防御系统的结合高度,加上其拥有的高速度和高机动性,现有防御系统虽可预警,但火控雷达无法有效跟踪和拦截,因此,可突破美国现有反导系统和监视系统的防御。另外,长期关注俄罗斯战略军事发展的美国前国防部官员马克·施耐德称,俄罗斯曾透露SS-27洲际弹道导弹和新型SS-NX-32潜射弹道导弹(即布拉瓦导弹)也将携带先进弹头,且关于先进弹头的两个关键要素是10个弹头和高超声速。俄罗斯洲际弹道导弹设计师索洛莫洛夫此前也曾透露,新型战略弹道导弹将携带多个可独立锁定目标的再入飞行器。综上所述,可以看出,俄罗斯关注的方向也较为多元,不仅开始积极发展高超声速导弹、空天飞机、弹道+高超等类型的飞行器,迪米特利·罗戈津还曾在2012年多次向俄媒体表示,对有人高超声速飞行系统感兴趣,以取代现役轰炸机。4高超声速技术的启示纵观俄罗斯高超声速技术的发展史,从20世纪八九十年代的技术领先,到21世纪前10年的“沉默”,仅仅十多年的功夫,俄罗斯的高超声速技术水平已经无法与美国相提并论,究其原因,与俄罗斯经济衰退不无关系,