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“曼哈顿”级别:美军空射高超声速导弹工程研制即将启动

军事 sean 6533℃ 1评论

美空军即将启动首型空射型高超声速导弹工程研制

继2017年6月29日美空军装备司令部(AFMC)寿命周期管理中心(AFLCMC)公开发布关于快速研制和部署一型高超声速常规空射型打击武器的工业能力调研公告之后,7月21日晚,时隔20多天,寿命周期管理中心即公开发布了空射型高超声速常规打击武器(Hypersonic Conventional Strike Weapon, HCSW)项目工程研制合同招标预告(NOCA)。这份招标预告明确指出,美空军希望能够在2018财年第1季度(即2017年第4季度)授出一份合同,该合同将涵盖工程研制(EMD)阶段的全部工作。标志着美空军空射型高超声速导弹即将正式步入项目工程研制阶段。

美国FBO网站上公开的HCSW工程研制招标预告

图1. 美国FBO网站上公开的HCSW工程研制招标预告

根据该预告,美空军计划向数家承包商定向发布研制一型空射型高超声速常规打击武器(HCSW)的需求。HCSW武器将采用GPS/INS复合的导航与末制导方式,并配装现货战斗部,集成到战斗机和轰炸机等平台,主要用于在“反介入/区域拒止”(A2/AD)环境下针对高价值时敏固定或可移动部署的海面目标提供高超声速的精确打击能力。

HCSW工程研制合同的竞标将不会采用完全开放的方式,而是根据前期工业能力调研结果,仅定向在波音、洛马、诺格、雷神和轨道ATK等五家公司中选出唯一一家承包商。

1 美国高超声速导弹武器面向实战化目标即将迈出具有里程碑意义的重大一步

从上世纪90年代末以来,美国曾先后实施了快速反应导弹演示(ARRMD)、高速打击导弹(HyStrike)、高超声速飞行导弹(Hyfly)、HTV-2等多个以高超声速导弹为应用背景的演示验证项目,但由于技术难度大、经费投入不足、试验能力支撑不足等多方面因素的制约,上述项目大多半途夭折,均未顺利实现向工程型号转化。自2014年以来,美国空军研究实验室(AFRL)联合美国国防高级研究计划局(DARPA)依托高速打击武器(HSSW)项目(包括HAWC和TBG两个子项目),分别开展高超声速巡航导弹技术和高超声速助推滑翔导弹技术的飞行演示验证工作。根据HSSW项目的进度安排,至少要到2020年才能完成预先研究阶段。

近年来,随着主要对手“反介入/区域拒止”(A2/AD)能力的提升,尤其是中、俄在高超声速武器技术领域取得快速进展,美国有关方面开始担忧在高超声速装备发展上被对手赶超。2016年3月,美国防部副部长罗伯特•沃克公然宣称,中国在高超声速领域已经领先于美国,俄罗斯位列第三,呼吁美军高度警惕在高超声速领域可能丧失对中俄优势的风险。自2016年以来,美国军方、国会、智库各方均开始集中发力呼吁美军加快推动高超声速武器的采办工作,加速发展高超声速导弹。进入2017年,美国空军面向加快高超声速武器实战化的目标实施了一系列紧锣密鼓的动作。

2017年2月,空军装备司令部(AFMC)寿命周期管理中心(AFLCMC)空军武器项目执行办公室主任Shawn Morris少将向美国《航空周刊》透露,“关于尽快部署形成高超声速导弹实战能力的一些早期论证工作已在开展,正式采办项目有可能很快启动”。空军空战司令部(ACC)及有关作战部门甚至称,高超声速导弹的实战化步伐可以再加快一些。

2017年5月3日,空军多位高层领导出席会议,商讨加快高超声速武器研究和进展的突破口,以打破更高的速度屏障并确保可持续的技术优势。时任代理空军部长丽莎·迪斯布罗、空军参谋长大卫·古德芬上将、空军首席科学家格雷格·扎克莱尔斯博士、空军负责采办的助理部长办公室军职代表阿诺德·邦奇中将出席会议,并就快速推进高超声速武器发展达成一致意见。

随后,2017年5月23日,寿命周期管理中心在空军2018财年预算申请文件中新设“高超声速样机”预算科目(对应于研发预算科目类别的BA6.4),通过2017财年额外拨款申请(RAA)专门申请了200万美元,推测该经费将用于启动HCSW论证工作,同时为2018财年申请了9000万美元,很可能用于启动HCSW的研制,这也标志着美军首型空射型高超声速导弹步入工程研制阶段已获得经费保障。

美国空军2018财年预算文件中新设“高超声速样机”科目

图2. 美国空军2018财年预算文件中新设“高超声速样机”科目,2018财年申请预算经费9000万美元,推断其用于启动HCSW的研制工作

2 美国首型空射型高超声速导弹型号将采取非常规的快速采办程序,有望在2020-2025年实现部署

空军装备司令部在2017年6月29日针对空射型高超声速导弹的工业能力调研公告中,多次强调该新型武器必须能够快速研制和部署。综合美国当前对列装高超声速导弹的紧迫需求、关键技术成熟度现状等信息推断,美国首型空射型高超声速导弹型号采办将采取非常规的快速采办程序。

根据美国国防部装备采办管理规定,常规的装备采办项目必须依次经过“装备发展决策(MDD)”、里程碑A(MS-A)和里程碑B(MS-B)三个重大决策点才能进入工程研制(EMD)阶段。以高速打击武器(HSSW)项目为例,按其之前设定的目标是2020年左右进行装备发展决策(MDD)。如果遵循常规采办程序,从MDD到里程碑A需要可能两年左右,从里程碑A还需要经过若干年的技术成熟与风险降低(TMRR)阶段才能进入里程碑B(即工程研制阶段的起点)。依照这种按部就班式的采办程序进行推算,HSSW最早要到2023~2025年才能进入工程研制阶段、2028~2030年才能实现装备部署。

常规采办程序(美国国防部2015年 DoDI 5000.2采办模型一)

图3. 常规采办程序(美国国防部2015年 DoDI 5000.2采办模型一)

当前,美国高超声速导弹关键技术的成熟度水平还并未达到具备向工程研制(EMD)阶段转化的条件。2015年5月,空军研究实验室(AFRL)启动HSSW的技术成熟计划,目标是确保到2020年高超声速导弹关键技术的技术成熟度(TRL)提升到6+的水平。2016年4月,AFRL针对战术助推滑翔(TBG)导弹的热防护材料与工艺的技术成熟度水平不足的问题发布“高超声速导弹武器材料和工艺”的招标公告,其目标是2020年达到技术成熟度5+。此外,空军装备司令部(AFMC)寿命周期管理中心(AFLCMC)空军武器项目执行办公室主任Shawn Morris少将在2017年2月透露“高超声速导弹正式采办项目有可能很快启动”的同时也指出,当前推进系统、热防护和传感器仍然是发展高超声速导弹武器面临的关键技术挑战。

在技术成熟度不足、而领先竞争对手形成装备的需求迫切的情况下,走快速采办程序是美军的不二选择。快速采办程序将“技术成熟与风险降低”(TMRR)、“工程研制”(EMD)两阶段合二为一(里程碑A和里程碑B重合),两阶段间原有的决策点相应取消,从而极大地了缩短了技术转化为装备的流程。鉴于美国空军装备司令部有望在2017年第4季度授出一份工程研制合同,推测5月3日美国空军多位高层领导集会后已通过了装备发展决策(MDD)。

快速采办程序(美国国防部2015年 DoDI 5000.2采办模型四)

图4. 快速采办程序(美国国防部2015年 DoDI 5000.2采办模型四)

【备注:快速采办程序是一种为防止潜在竞争对手造成技术突袭而必须启动高风险采办项目的一种采办模式,其目的是在较短的时间周期内(通常为两年)快速形成装备战斗力,对装备部署进度的考虑大于对成本和技术风险的考虑。】

考虑到当前高超声速导弹的导引头等关键技术还不够成熟,为降低技术风险、加快装备研制进度,招标预告明确指出,HCSW武器将采用GPS/INS复合制导方式和现货战斗部。

此外,招标预告还指出,HCSW项目工程研制合同的竞标不会完全开放,而是根据前期工业能力调研结果,仅定向在波音、洛马、诺格、雷神和轨道ATK等五家公司中选出唯一一家承包商,这也将有助于加快采办进程(如美军远程反舰导弹(LRASM)的采办也采用了快速采办程序,直接跳过了竞争环节,选择洛马公司作为唯一承包商)。

至于HCSW的部署时间,基于以下两点进行研判。其一,2016年,时任美国防部长阿什•卡特在给国会的书面答复中已明确表示,国防部将在2018-2022财年间率先给太平洋司令部和欧洲司令部装备形成初步的高超声速打击能力。其二,根据国防部5000.2采办管理规定,快速采办程序通常瞄准两年内形成作战装备,如美国远程反舰导弹从授予工程研制合同到形成早期作战能力的时间差也就2~3年。如果2017年底空军装备司令部如期授出HCSW的工程研制合同,那么该型武器有望在2020-2022财年间形成战斗力。若适当考虑高超声速导弹工程研制攻关的难度和不确定性,保守估计这一时间节点不会晚于2025年。

3 高超声速常规打击武器(HCSW)工程研制项目将与高速打击武器(HSSW)演示验证项目并行开展,两者或有一定的技术转化关系

目前,美国空军正联合DARPA依托高速打击武器(HSSW)项目分别开展高超声速巡航导弹技术和高超声速助推滑翔导弹技术的飞行演示验证工作。那么,新启动的高超声速常规打击武器(HCSW)项目是否会对HSSW项目的开展产生影响?两者之间是一种什么关系?

空军和DARPA联合开展的高速打击武器(HSSW)项目

图5 空军和DARPA联合开展的高速打击武器(HSSW)项目

据空军和DARPA 2017年5月23日最新公布的预算文件显示,HSSW项目下的两个技术演示验证子项目——HAWC和TBG仍在按照原计划进行(表1)。计划持续推动各项关键技术的成熟,于2017财年开始制造多个演示验证飞行器,并于2018财年完成HAWC和TBG的关键设计评审(CDR),为后续2019财年开展飞行演示验证做准备。

美国公开的在研空射型高超声速武器项目基本情况

分析认为,HCSW项目与HSSW项目将作为两个独立项目并行开展,但不排除HSSW项目近年来在关键技术方面取得的阶段性成果可能沿途转化为HCSW项目所用。HCSW项目瞄准2025年前实现率先列装的目标发展一型性能指标相对保守的高超声速导弹;HSSW项目将按照原计划继续推动高超声速武器化关键技术(如末制导导引头等)的成熟并完成飞行演示验证,为后续进一步发展性能指标更为先进的高超声速导弹奠定基础。

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  1. 快速采办后发先至?
    匿名2017-07-27 12:04 回复