美国空军测试乘波体气动外形的无动力高超声速滑翔弹头，这到底是

　　美国空军B52H远程战略轰炸机发射AGM183A空射高超声速导弹概念想象图
　　据美国动力网站战区专栏7月7日报道称，美国空军近日首次测试了高超声速导弹的弹头。这种高爆破片弹头安装在AGM183A空射型快速反应高超声速导弹前端的助推滑翔飞行器内。AGM183空射高超声速导弹，本质上是一款采用固体燃料火箭助推滑翔原理的空射高超声速导弹，其弹头整流罩内搭载的是一个乘波体气动外形的无动力高超声速滑翔弹头。因而，从这个技术性能上而言，也就会比采用双椎体气动外形的俄罗斯KH47M2匕首空射高超声速弹道要强上不少。而在具体的性能方面，从现有信息分析，美国空军研制的AGM183空射高超声速导弹的最大射程应该在1000千米至2000千米的范围内，并拥有打击陆面和海面目标的能力，也就是说，美国空军的AGM183空射高超声速导弹理论上也可以作为一款突防能力强悍的远程空射反舰武器进行使用。
　　美国洛马公司AGM183A的CG概念图
　　报道称，驻扎在佛罗里达州埃格林空军基地的第780测试中队对这款弹头原型进行了实地测试，包括在地面引爆这种弹头，然后收集爆炸威力、杀伤范围、弹片分布等数据。但美国空军没有提供有关弹头结构或是性能的任何细节。
　　（PS：高超声速即飞行速度至少为5马赫或更大，但具体能飞多快，那就是机密了。因此这种武器本身就能简单地当做动能武器使用，通过对目标的猛烈撞击、依靠冲击波破坏或是摧毁目标，仅仅是动能就能让这种武器对付分布在一定区域内的多个目标。）AGM183A导弹的发展历程
　　2018年2月，美空军在预算申请文件中首次正式披露了空射快速响应武器（AirLaunchedRapidResponseWeapon，以下简称ARRW）项目及其AGM183A空射导弹这一正式编号。
　　2018年8月，美国空军授予洛克希德马丁公司一项4。8亿美元的合同，用于ARRW项目的武器原型。
　　2019年6月12日，美国空军利用B52H轰炸机携带两枚AGM183A导弹模型弹进行了首次受控挂载测试系留飞行试验。
　　B52H携带AGM183A导弹
　　除了试验B52挂载AGM183A导弹之外，美国空军也将其推广到其他战机上。比如，2019年8月，美空军在爱德华兹空军基地完成了B1B轰炸机载弹能力扩展演示验证，通过改进外挂点设计和扩大内埋弹舱尺寸，B1B中间部位挂载了一枚AGM183A高超声速导弹模型。
　　美空军B1B轰炸机载弹能力扩展试验
　　2019年12月，美国国防部宣布，洛克希德马丁公司已同美军方相关部门签署了近10亿美元的合同，按照合同规定，AGM183A高超声速导弹要在2022年实现量产。
　　2020年8月8日，美国空军爱德华兹空军基地官方网站发布图文消息，公布了洛克希德马丁公司与美国空军进行AGM183A首次导弹助推飞行试验前的最后一次系留飞行测试。
　　在本次测试中，美国空军第419飞行测试中队的B52H轰炸机挂载了2枚无发动机AGM183A全尺寸模型，飞越南加州的穆古角海军靶场。其中一枚用于测试导弹B52外部挂架上的空气动力性能；另一枚则是配备了遥测单元的AGM183AIMV2（仪器测量验证弹）。弹载设备的测量信号传输回穆古角海军靶场地面站，用于验证B52发射平台与整个导弹和地面系统的联合行动能力。
　　B52H地面挂载AGM183A测试弹
　　B52H轰炸机挂载AGM183A测试弹系留飞行
　　2020年12月14日，美国空军采购主管威尔罗珀表示当月将进行第一次AGM183A的助推飞行，并计划2021年开始批量生产。此前，美国空军曾披露要购买8枚AGM183A原型弹进行飞行试验。
　　2021年4月5日，AGM183A导弹进行了首次助推飞行测试，美国宇航局还派出了WB57F高空飞机携带高速相机进行了拍照。但此次受试导弹未能进入发射程序：受试导弹发生故障，未能从B52H轰炸机上脱离，试验失败。
　　虽然有消息称美军AGM183A在2021年开始量产，但从该项目多次延期和首次试射失败的情况看，2021年上半年开始飞行测试的可能性较大，而完成测试进入量产的时间点，与后续测试是否顺利高度相关。
　　事实上，在美国2021财年国防预算32亿美元的高超声速相关研究经费中，明确表明AGM183A的预算额为3。82亿美元，并预计2022年才能完成测试。因此，比较合理的预期应该是AGM183A将在20212022年上半年进行测试，从2022年下半年到2023年开始进入初始生产阶段，并交付具备初始作战能力的实际产品。B52轰炸机一次可挂载4枚AGM183A在防区外实施饱和攻击，以5～10马赫的速度攻击1000千米外的目标。
　　有关ARRW项目的技术路线一直有两种说法。一种是弹头为常规旋成体结构，且弹头与弹体不分离的单级弹道导弹方案（以下简称弹道导弹改进方案）；另一种是弹头为升力体，且弹头与弹体分离后可无动力滑翔的导弹方案（以下简称升力体滑翔方案）。下面分别进行分析和讨论。弹道导弹改进方案的分析和讨论
　　弹道导弹改进方案的判断依据主要是以下三点：气动外形分析、外形尺寸估算和任务急迫性分析。
　　首先来看气动外形分析。由公开的图片可以看出，AGM183A头部为圆锥体，中段主体弹身为圆柱体布局，弹头弹体之间平滑连接，没有级间段分离设计的痕迹。因此推测，该型弹采用了单级火箭助推器且弹头与固体助推器全程不分离的设计。
　　B52挂载的AGM183A
　　美空军爱德华兹空军基地发布的B52挂载AGM183A试验
　　然后对外形尺寸进行估算。根据照片和B52以及成人身体尺寸估算，AGM183A弹长6。5米，弹身直径0。77米，弹头锥部长1。7米。由于弹头空间容量本已不大，如果采用升力体滑翔弹头，则头锥实际上是整流罩，那么升力体弹头的实际尺寸将更小，更难在弹头内进行相关载荷布局。因此推测，弹头应为一级助推弹道导弹的常规旋成体结构设计。
　　最后进行任务急迫性分析。AGM183A采用弹道导弹改进方案的一个重要原因是时间。美国国防部与洛马公司的签约要求2022年量产，但该导弹的研制工作却一再拖延，而对手俄罗斯却已经率先宣布了高超声速武器的成功装备。
　　2018年3月，俄总统普京在发表国情咨文时，首次宣布匕首（Kinzhal）高超声速导弹已装备米格31K战机。据称，匕首导弹可以5～10马赫的速度打击2000千米外的目标。
　　不仅如此，匕首导弹还可以部署在苏34战斗机上，而且，俄罗斯还在验证图22M3型战略轰炸机部署这种导弹。
　　俄罗斯RT新闻网报道米格31挂载匕首导弹的照片
　　匕首导弹的服役对多年来一直自诩技术全面领先的美国军方来说是一种嘲弄，更是一种刺激。近年来，美国国防高层官员多次疾呼，中俄高超声速武器技术已经领先美国，呼吁国会加大对高超声速武器研发和部署的投入力度，以应对其他国家的挑战。
　　因此，尽快部署一种高超声速武器，尤其是与匕首导弹类似的空射高超声速武器，已成为美国空军乃至美国军方的一种急迫的政治需求。为此，宁可降低技术难度和打击效能，也要保证研发速度，尽快部署列装，因此才选择了目前看来相对保守的技术路线。
　　尽管以上分析有理有据，但笔者依然认为值得商榷。因为早在将近40年前，美军就已经有了类似方案的导弹技术，只不过是一款陆基导弹，而不是空地导弹。这就是潘兴2式弹道导弹。
　　潘兴2式导弹
　　潘兴2式导弹全长10。49米，直径1。02米，重量7。2吨，采用两级固体火箭助推器，双锥体弹头设计，再入飞行器长4。8米，根据任务载荷不同分别重1362千克和677千克，最大射程1800～2500千米，命中精度20～40米。
　　潘兴2导弹再入大气层时，可以通过再入飞行器的微型发动机喷管控制俯仰和偏航，通过十字形空气舵控制横滚，以调整飞行器的再入方向和速率。再入飞行器通常以略小于40的攻角（1800千米最佳射程时的再入角）进入60～70千米高的稀薄大气层，并在数十千米范围内机动飞行，以对抗反导武器。当再入飞行器进入15千米稠密大气层高度时，弹上末制导地形匹配雷达开始扫描地面，进行目标比对并修正飞行弹道，直至击中目标。
　　由此可见，潘兴2导弹已经很好地实现了火箭助推、头体分离、再入拉起（减速和调整再入角）、大气层内超声速机动（横向和纵向）以及最后的精确打击，已经在相当大程度上实现了上述弹道导弹改进方案的两大基本战术需求再入机动突防能力和精确制导能力。如果不是美苏中导条约的签署，美军早在1984年就会以4。077亿美元购买95枚潘兴2导弹，并很快就在欧洲部署了。
　　诚然，潘兴2的机动范围较窄（数十千米），机动弹道平直性较差（所以称作机动，不能称为滑翔），打击精度也有待提高（20～40米）。但要考虑到，在38年前，这已经是让对手束手无策的最高突防水平，即便在今天，这样的突防能力也让任一国家不能轻视。而且，作为第一款实战化的精确制导弹道导弹，它已经解决了高超声速武器最基本的有无问题。
　　今天的美国，即便要和俄罗斯打擂台，要针对匕首导弹推出一个急就章的应对方案，那么在潘兴2弹道导弹的基础上，对现有技术加以改进，根本就不存在短期内无法克服的技术短板。但弹道导弹改进方案的AGM183A却放弃了潘兴2的双锥体弹头和两级固推头体分离的复杂设计，退回到一个单级固推头体不分离的小型化空射版。人们不禁要问，美国空军为何会为此付出了高达十多亿美元的巨大成本？而且洛马又怎么会一拖再拖，直到项目启动数年后的今天，居然连一次原型弹的飞行试验都未能进行？据此，弹道导弹改进方案高度存疑。升力体滑翔方案的分析和讨论
　　升力体滑翔方案的依据主要是2020年2月29日美《航空周刊》发布的洛马公司AGM183A的概念图。
　　美国洛马公司AGM183A的CG概念图
　　这张概念图非常重要，这是第一张清晰展示AGM183A弹头内部的照片。从这张照片中可以明显看出，圆锥体弹头的外表只是整流罩，而非旋成体弹头外壳。而真正的弹头则是具有扁平楔形特征和高升阻比外形的升力体滑翔弹头。
　　这张图片随后成为AGM183A两种技术路线优势对比的分野。在该照片公布之前，外界更多推测为技术风险较低的弹道导弹改进方案；而该照片公布之后，采用更先进技术的升力体滑翔方案一说就占据了上风。
　　笔者认为，升力体滑翔方案确实应该是AGM183A的初衷，也是其应有的归宿。
　　首先，美国空军和美国国防部高级研究计划局（DARPA）在高超声速项目上的合作历经多年，其中有两个最重要的项目。
　　第一个项目是高超声速吸气式武器概念（HAWC）。HAWC是AFRLDARPA资助波音公司承研的，是大名鼎鼎的X51A超燃冲压发动机演示验证机的后继项目。本文重点谈固体助推无动力滑翔这个模式的超高声速武器，因此对HAWC不再赘述。
　　第二个项目是战术助推滑翔项目（TBG）。TBG的渊源是2008年2月《国防部高超声速计划路线图》中规划，并由DARPA资助的高超声速技术飞行器项目HTV2的后续项目。而同样由洛马公司负责研发的HTV2就是采用助推滑翔弹头的设计。HTV2的后续即TBG项目的第二阶段，也是要发展弹头滑翔升阻更高、机动能力更强的战术级高超声速助推滑翔导弹。
　　而AGM183A所属的ARRW项目又称为TBG项目的延续。这样看来，HTV2TBGARRWAGM183A显然有着一脉相承的技术项目演变关系，而且其主要研发和供应商又都是洛马一家。据此，人们有理由相信，采用升力体滑翔弹头才是这一系列项目贯彻始终的核心研发目标。
　　美国空军之所以选择当初研制HTV2的洛马来承接今天的AGM183A，除了在信息沟通、项目组织和需求理解上更加顺畅之外，来自HTV2和TBG项目的所有前期研究成果（比如战术级高超声速滑翔弹头的空气热动力学分析，热应力、热传送和热冷却的试验数据，材料和燃料选择和处理方案，通信导航与控制，仿真模型和算法，软件代码等）都可以用于支持ARRW项目。这才是合乎逻辑、合乎现实的选择。
　　最后，俄罗斯已经在2018年宣布了匕首导弹的成功，占得了高超声速武器部署的先机。已然数年落后的美国军方如果只是拿出弹道导弹改进方案，即和俄罗斯匕首导弹性能类似的武器，那么既不能在政治上为自己挽回多大面子，也不能提高军事技术对抗的实际优势。因此，只有推出技术上明显高过对手一筹的高超声速武器（比如高升阻比的楔形滑翔弹头），以实现滑翔增程超过50的非弹道飞行武器，才有可能后来居上，反超对手俄罗斯先声夺人。
　　总之，在高超声速武器这一轮对抗中，技术先进性的需求已经高于时间紧迫性，美国军方的选择应当是升力体滑翔方案。
　　但是，有关这一方案的讨论并未到此结束，因为《航空周刊》的那张看似可解释技术路线之争问题的照片，却给人们带来了另一个更深技术层面的问题，即弹头的尺寸和战斗部装药。
　　前文介绍过，根据2019年6月12日AGM183A首次在B52上进行系留飞行试验的照片，可以推断出该导弹的弹身直径为0。77米。在此基础之上，结合2020年2月《航空周刊》上的这张照片，就可以对其升力体弹头进行进一步的估算。
　　比如，空天防务观察网站就报道了类似的初步估算：长度约1。7米，宽度小于0。72米，厚度约0。17米（以下称为网估尺寸）。
　　空天防务观察网站中估算AGM183A弹头尺寸
　　依据这一尺寸，防务观察网站进一步推测：AGM183A弹头的内部空间容量介于40～60升之间；战斗部占用13的空间，即13～20升，装药密度按照1。5千克升计算，只能装药20多千克。
　　这个结论一出，国内很多军事评论文章立刻对AGM183A的实际杀伤性能产生了高度的怀疑。毕竟，3年前已经装备的俄匕首机载高超声速导弹重约3。8吨，弹头弹体不分离，战斗部重量甚至超过400千克，无论是装药的化学能量还是直接撞击动能，都会使万吨巨轮这样的目标受到毁灭性重创。
　　而反观AGM183A，洛马公司宣称是一款7000磅级即3。2吨级的导弹。如是，那么在弹头弹体分离的情况下，20多千克重的战斗部即便打击精度再高，末端速度再快，也很容易让人产生其效能低下的联想。
　　笔者认为，网估尺寸的结论大体上是合乎逻辑的，但在方法上有一点瑕疵：在这个算法中，弹头尺寸与弹体尺寸的相互比例关系是建立在《航空周刊》发图基础上的。但这张图片并不是实物照片或实物投影，而是一张CG手段制作的概念图，属于国外军品宣介常用的艺术渲染效果图（ArtistRenderingCourtesy）。
　　为了达到一定的视觉效果，或者根本就是为了隐藏真实信息要素和有价值的线索，CG图有时会突出一个容易引起观察者错觉的角度，甚至对物体进行扭曲变形，有意使尺寸关系失真。因此，在真实呈现程度不确定的CG图上去做进一步估算，也就难以保证最终结论的可靠性。
　　如果举一些比《航空周刊》发图更为极端的例子，就更能够发现这类问题。比如网上有很多针对AGM183A的扁平楔形弹头，在上述这些CG概念图中，AGM183A的弹头都无一例外的尖锐、细长、单薄。虽然看上去是3D图，但由于缺乏必要的透视关系，看上去甚至有一种锋利刀刃一般的视觉感。
　　网上出现的AGM183A的CG概念图（上中下三图）
　　这些概念图美虽美矣，却难符其实。因为再入弹头与弹体分离后，还要进行机动滑翔，因此其内部设计有气动舵面卫星喷管和飞行控制系统、电源系统、战斗部、雷达探测系统、通信系统、热防护等多种任务载荷，弹头内部空间不可能如此局促。因此，这样的图片也就不适合作为弹头尺寸的估算依据。
　　上文介绍过HTV2TBGARRWAGM183A之间的演变关系，AGM183A乃至TBG项目都是在HTV2项目基础上，采用类似的总体布局方案并缩小尺寸而来的。因此，笔者认为：可以试着以HTV2的弹头尺寸作为AGM183A的估算参考依据（以下称缩估尺寸）。
　　首先，我们可以建立缩估尺寸的标杆。从HTV2弹头的相关报道中，我们看到其外形虽然尖锐，但弹体后半部分却有一定空间且容纳了很多任务载荷。
　　HTV2弹头CG图（上）和配置图（下）
　　再有，可以结合HTV2弹头的投影图进行进一步观察。
　　如下图所示，HTV2弹头的长度为3。6米，宽度为1。86米，厚度为0。37米，以此作为缩估尺寸的标杆。
　　HTV2投影三视图（abc）、三维图（d）
　　接下来估算AGM183A弹体和弹头长度。如前文所述，根据由AGM183A在B52轰炸机上进行系留试验照片，网估尺寸得出其弹体长度6。5米，弹头长度1。7米。笔者按照B52机身长度48。5米算，经过照片估测，也得到了相同的结果。
　　然后，缩比估算弹头宽度和厚度。两种估算方法都认同弹头长度为1。7米，这比HTV2的3。6米长度小了几乎52。如果以52缩比进行缩比估算，则缩估尺寸为：长度1。7米，宽度0。97米（1。8652），厚度0。19米（0。3752）（前文网估尺寸为长度1。7米，宽度0。72米，厚度约0。17米）。
　　两种估算方法的差距主要在宽度上，即0。97米vs0。72米。为了对0。93米的缩比尺寸结果进行交叉验证，笔者又按照洛马公司的AGM183系留试验照片进行了长径比测算，结果弹头直径为0。88～0。97米。
　　按照0。97米直径计算，弹头内部空间为70～90升。按战斗部占用13的空间，即23～30升，装药密度按1。5千克升计算，装药为45千克。而网估尺寸估算为22千克，两者相差近1倍。两种方法的计算结果仅供读者参考。
　　诺格官网披露的LEO致命杀伤弹药
　　此外，需要补充说明的是，国内有些网媒说AGM183A的战斗部是诺斯罗普格鲁曼公司负责研制的杀伤增强战斗部，重量仅为22千克。但笔者在诺格官网上并未查到这样的数据。诺格官网对其致命杀伤弹药LethalityEnhancedOrdnance（LEO）系列产品披露的数据为0。5～250磅，即0。23～113。4千克，所以网媒上述论断存疑。AGM183A导弹的不足
　　根据以上分析和公开材料推测，AGM183A（或者其前身HTV2），都属于助推无动力滑翔形式的高超声速武器。其技术发展脉络都是先以固体火箭将导弹推出大气层，待弹头和弹体分离后，在大气层边缘大约100千米高度的卡门线上下近地空间进行大于5马赫的无动力高超声速远距离跳跃（桑格尔弹道）或滑翔（钱学森弹道）式的机动飞行。
　　这类武器的缺陷在于，一方面，导弹飞出大气层后，容易被对手的反导系统侦知。根据雷达通视公式，对100千米高的目标，地面雷达可以发现的距离大于1300千米。另一方面，临近空间大气边界层转捩的不确定因素使得弹头只能配小型空气舵进行无动力飞行，即便速度再高，横向机动能力依然有限，不利于对抗反导系统。
　　对此进行改进的方式也是对应这两点的。一是在未出大气层时，助推火箭发动机停止工作，上面级利用重力或辅之以微喷侧推转弯达到水平状态后，在大气层内水平起滑，且全程在大气层内滑翔，主动段压低弹道顶点，以大幅度压缩反导雷达的侦察距离。二是为上面级弹头增加1级或多级固体发动机侧推发动机，通过有动力滑翔大幅度提高其滑翔动能，并实现跳跃滑翔弹道。由于弹道全程不可预测，就会大大提高反导系统的拦截难度。
　　根据公开报道，美国之外的其他国家已经在研发、测试，有的甚至已经成功掌握了上述技术。而尚未进行助推飞行测试的AGM183A目前并无类似的技术披露。况且前述多种算法表明，其弹头空间狭小，战斗部只有20～45千克的水平，如此设计布局对后续的技术改进和载荷配置增加也是一个不小的难度。美军其他高超声速武器
　　在美国空军紧锣密鼓研制AGM183A的同时，美国陆军和海军也在加紧研制其第一代高超声速武器。其中，美陆军的远程高超声速武器（LongRangeHypersonicWeapon，以下简称LRHW）项目，将于2023年开始服役；美海军的中程常规快速打击武器（IntermediateRangeConventionalPromptStrike，以下简称IRCPS），预计将于2025年开始服役。不过，据美国《海军学院新闻网》2020年2月18日报道，美国海军在2021财年度预算申请报告中，将高超声速潜射导弹的部署时间推迟到了2028年。
　　值得注意的是，LRHW和IRCPS虽然是两个不同的型号用于不同的军种，但实际上有可能是美国海军和陆军联合开发的高超声速武器，即通用高超声速滑翔体（CommonHypersonicGlideBody，以下简称CHGB）。2020年3月19日22时30分，美海军与陆军在夏威夷考艾岛太平洋导弹靶场，联合进行了CHGB飞行试验。射程超过3200千米。美国陆军部长瑞安麦卡锡在美国陆军协会会议上的讲话中称，导弹击中目标的精度可以达到6英寸（15。24厘米）以内，最大速度可达17马赫。
　　2020年3月19日，CHGB在考艾岛靶场进行发射测试
　　有趣的是，在洛马官网的介绍中，海军的IRCPS就被明确定义为助推滑翔弹；而介绍陆军LRHW时，却提到了该武器是CHGB与新一级高超声速有动力远程导弹的结合。这种说法可能暗示着LRHW的弹头将与无动力的AGM183A有所不同，有可能将技术升级为自主动力滑翔，值得人们后续关注。
　　最后，人们也不应忘记，在助推滑翔模式的高超声速之外，自带氧化剂的高超声速吸气式武器也在美军的研发范围内。
　　2020年，美国在《2021财年国防授权法案》中，正式提出了三年内实现空射高超声速吸气式武器部署的目标。
　　2020年4月，美空军发布未来高超声速计划工业能力调研公告，选定波音、洛马和雷声三家公司竞争，以启动吸气式空射高超声速巡航导弹的型号研制。
　　根据2021财年国防预算申请及概要文件，美国防部在2021财年为高超声速领域科研共申请32亿美元预算，相比上一财年增长23。1。其中，高超声速导弹原型样机与技术验证项目在2021财年的申请经费高达23。7亿美元，占比74，相比2020财年的批复额增长30。7，较之2019财年的执行额增长79。7。
　　从2008年2月美国《国防部高超声速计划路线图》规划高超声速武器起，迄今已经过去十年。今天，高超声速武器正在成为全球各大强国下一代战略打击武器的重中之重，相关的研发计划和项目你追我赶，层出不穷。
　　回顾历史，打造最高智慧与最强力量的努力从未停止；放眼全球，保卫国家安全与民族利益的使命无上光荣。中国科研人员与国防建设者一定会在高超声速武器的全球竞赛中弯道超车，克难争先，为中华民族打造无与伦比的利矛与坚盾。