基本挑戰涉及管理高超音速導彈在大氣層中以超過五倍音速(5馬赫)的速度飛行所暴露的極端熱量。(對于在大氣層中以較低速度飛行的巡航導彈和主要在大氣層上方飛行的彈道導彈來說,高熱是一個較小的問題)。廣泛的飛行測試是必要的,以保護高超音速導彈的敏感電子器件,了解各種材料的性能,并預測持續溫度高達3000華氏度時的空氣動力學。測試正在進行中,但近年來的失敗已經推遲了進展。
美國防部已經制定了一項戰略,在沖突早期使用精確的高速導彈,以化解潛在對手,如俄羅斯正在開發的反介入和區域拒止(A2/AD)能力。高超音速導彈和配備機動彈頭的彈道導彈都可以提供速度、精度、射程和生存能力(到達目標而不被攔截的能力),這在CBO考慮的軍事場景中是有用的。然而,許多任務并不要求快速打擊。對于這些任務,存在成本較低的高超音速導彈和彈道導彈的替代選項,包括亞音速巡航導彈。高超音速武器主要用于應對防御力強且時間極其敏感的威脅。
高超音速導彈可以抵消遠程(中程)防御系統,因為它們在大氣層內飛行,低于中程彈道導彈防御系統通常運行的高度。高超音速武器還能以不可預測的高速機動來對付目標附近的短程防御系統,使其更難追蹤和攔截。彈道導彈也很難防御,特別是如果它們配備了混淆中程導彈防御系統的反措施和擊敗短程導彈防御系統的可操縱彈頭。只有非常有效的遠程防御系統才有可能威脅到中途的彈道導彈。迄今為止,沒有任何潛在的美國對手部署過這種防御系統。
CBO估計,購買300枚帶有機動彈頭的地面或海上發射的中程彈道導彈,并將導彈系統維持20年,將總共花費134億美元(按2023年美元計算)。CBO估計,同樣數量的可比高超音速導彈的成本將增加約三分之一,即179億美元。(這兩項估計都不包括通常與技術上具有挑戰性的項目有關的成本超支。) 高超音速導彈的較高成本部分反映了建立能夠承受高超音速飛行熱量的系統的復雜性。CBO的估計不包括導彈的研究和開發費用。
俄羅斯的核力量包括遠程戰略系統--包括洲際彈道導彈(ICBMs)、潛射彈道導彈(SLBMs)和重型轟炸機--以及中短程運載系統。俄羅斯正在對其核力量進行現代化改造,用新的導彈、潛艇和飛機取代蘇聯時期的系統,同時開發新類型的運載系統。盡管自冷戰結束以來,俄羅斯的核武器數量急劇下降,但它保留了數千枚彈頭的庫存,其中1500多枚彈頭部署在能夠抵達美國領土的導彈和轟炸機上。
在冷戰時期,蘇聯重視核武器的政治和軍事屬性。雖然莫斯科承諾它不會在沖突中首先使用核武器,但許多分析家和學者認為,蘇聯將核武器納入其作戰計劃。冷戰結束后,俄羅斯沒有保留蘇聯的 "不首先使用 "政策,它已經多次修改其核條令,以應對對其安全環境和常規部隊能力的擔憂。結合軍事演習和俄羅斯官員的公開聲明,這種不斷變化的條令似乎表明,俄羅斯有可能更加依賴核武器,并可能在地區沖突中威脅使用核武器。這種條令使一些美國分析家得出結論,俄羅斯已經采取了 "升級以降級 "的戰略,即如果它在與北約成員的沖突中失敗,它可能威脅使用核武器,以說服美國及其北約盟國退出沖突。俄羅斯官員以及美國和歐洲的一些學者和觀察家對這一解釋提出異議;然而,對這一條令的擔憂為改變美國的核態勢提供了建議。
俄羅斯目前的核力量現代化周期始于21世紀初,可能在2020年代結束。此外,在2018年3月,俄羅斯總統弗拉基米爾-普京宣布,俄羅斯正在開發新型核系統。雖然有些人認為這些武器是俄羅斯試圖實現對美國的某種程度的優勢,但其他人指出,它們可能代表了俄羅斯對美國新興導彈防御能力的擔憂的回應。俄羅斯的這些新系統包括,除其他外,一種有能力攜帶多彈頭的重型洲際彈道導彈,一種高超音速滑翔飛行器,一種自主水下飛行器,以及一種核動力巡航導彈。高超音速滑翔飛行器由現有的遠程彈道導彈攜帶,于2019年底開始服役。
多年來,美國先后與蘇聯和俄羅斯簽署了雙邊軍備控制協議,限制和減少了其核運載系統攜帶的彈頭數量。早期的協議對減少蘇聯部隊的規模沒有什么作用,因為蘇聯開發并部署了多彈頭的導彈。然而,1991年的《削減戰略武器條約》,加上減緩俄羅斯核現代化計劃的財政困難,使俄羅斯部隊部署的彈頭數量急劇減少。2010年的《新削減戰略武器條約》在這一記錄上增加了適度的削減,但仍有助于限制俄羅斯部隊的規模,并保持條約中監測和核查條款所提供的透明度。
一些國會議員對俄羅斯給美國及其盟國帶來的挑戰表示了越來越多的關注。在這種情況下,國會議員在辯論美國核力量結構和美國核現代化計劃時,可能會討論有關俄羅斯核力量的一些問題。國會可能會審查關于美國的現代化計劃是否需要維持美國的核威懾力,或者這些計劃是否可能助長與俄羅斯的軍備競賽的辯論。國會還可以評估,如果美國和俄羅斯不繼續根據《新削減戰略武器條約》限制其部隊,俄羅斯是否能夠以威脅美國安全的方式擴大其部隊。最后,國會在決定美國是否需要發展新的能力以阻止俄羅斯使用核武器時,可以審查專家界關于俄羅斯核條令的辯論。
自21世紀初以來,美國一直積極尋求發展高超音速武器--以至少5馬赫的速度飛行的機動武器,作為其常規快速全球打擊計劃的一部分。近年來,美國將這種努力集中在開發高超音速滑翔飛行器上,這種飛行器在滑翔到目標之前由火箭發射,以及高超音速巡航導彈,這種導彈在飛行過程中由高速噴氣發動機驅動。正如前參謀長聯席會議副主席和前美國戰略司令部司令約翰-海滕將軍所說,這些武器可以使 "在其他部隊無法使用、被拒絕進入或不愿意使用的情況下,對遙遠的、被防御的和/或時間緊迫的威脅[如公路移動導彈]進行響應性的、遠程的打擊選擇。" 另一方面,批評者認為,高超音速武器缺乏明確的任務要求,對美國的軍事能力貢獻不大,而且對威懾也沒有必要。
對高超音速武器的資助在過去相對受到限制;然而,五角大樓和國會都對追求高超音速系統的發展和近期部署表現出越來越大的興趣。這部分是由于俄羅斯和中國在這些技術上的進步,這兩個國家都有一些高超音速武器項目,并且很可能已經投入使用了高超音速滑翔飛行器--可能配備了核彈頭。與俄羅斯和中國的高超音速武器相比,美國的大多數高超音速武器在設計上并不是為了使用核彈頭。因此,美國的高超音速武器可能需要更高的精度,并且在技術上比中國和俄羅斯的核武裝系統更具挑戰性。
五角大樓2023財年用于高超音速研究的預算申請為47億美元,比2022財年申請的38億美元有所增加。導彈防御局另外要求2.255億美元用于高超音速防御。目前,國防部(DOD)還沒有為高超音速武器建立任何記錄項目,這表明它可能還沒有批準該系統的任務要求或長期資金計劃。事實上,正如高超音速技術首席主任(國防部負責研究和工程的副部長辦公室)邁克-懷特所言,國防部還沒有做出購買高超音速武器的決定,而是在開發原型,以協助評估潛在的武器系統概念和任務集。
當國會審查五角大樓的美國高超音速武器計劃時,它可能會考慮有關高超音速武器的理由、其預期成本以及其對戰略穩定和軍備控制的影響等問題。潛在的問題包括以下幾個方面。
高超音速武器將用于什么任務?高超音速武器是否是執行這些潛在任務的最具成本效益的手段?它們將如何被納入聯合行動理論和概念?
鑒于高超音速武器缺乏明確的任務要求,國會應如何評估高超音速武器項目的資金申請或高超音速武器項目、使能技術和支持測試基礎設施的資金申請的平衡?加快對高超音速武器、使能技術或高超音速導彈防御方案的研究是否有必要且在技術上是可行的?
如果有的話,高超音速武器的實用化將如何影響戰略穩定?
是否需要采取減輕風險的措施,如擴大新的削減戰略武器條約,談判新的多邊軍備控制協議,或開展透明度和建立信任活動?
現代軍隊依靠電磁頻譜來運作。因此,通過干擾和定向能量攻擊電子和信息系統會降低現代對手的作戰系統。冷戰結束后,美國的對手在電子攻擊能力方面進行了投資,而美國陸軍則基本上放棄了自己的能力。意識到這一點,陸軍現在正投資于新舊電子武器以縮小差距,在陸軍試驗多域作戰概念時重新獲得電子攻擊能力。本專著的目的是回答這樣一個問題:"美國陸軍如何在MDO空間中利用電子攻擊?" 本專著提出,陸軍作戰部隊應將新興的干擾和定向能武器整合到一個作戰系統中,將物理、控制論和道德效應融合到對敵人的深度攻擊中。這一建議對條令、組織和領導者的發展有重大影響。作者的意圖是鼓勵陸軍領導人將環衛系統中的進攻行動視為當前和未來戰場上聯合武器作戰的關鍵。
無人機系統和傳統的干擾技術已經融合在一起,形成一種新的能力。正如前面的案例研究中提到的,俄羅斯已經在無人機上安裝了干擾器,作為其Leer3 EW系統的一部分。在美國,陸軍和空軍希望更深入地測試空中發射的多功能無人機群,這些無人機可以快速穿越戰場進入對手的支持區,以識別、破壞甚至摧毀高回報目標。陸軍作戰能力發展司令部的合同提案要求這些無人機配備ES傳感器和EA武器,能夠同時探測敵人的作戰秩序,進行干擾,并觀察火力任務。陸軍的建議表明,網絡化的EW無人機在近距離、縱深和支援領域都有作用。除了在更大的收集-火力架構中的整合,EW無人機群可以通過欺騙性的信號和特征支持作戰機動。雖然這一系統尚未投入實戰,但該提案表明,陸軍正在考慮將EA能力與不斷擴大的無人機群整合到一個更廣泛的作戰系統中。
反無人機干擾系統有效地發揮了機動短程防空(SHORAD)武器的作用,保護單位和關鍵節點免受觀察和攻擊。許多反無人機武器干擾或欺騙測向和通信系統,導致無人機墜毀或返航。理想情況下,反無人機EA系統可以與戰區的IADS相連接,能夠迅速解除空域的沖突,辨別敵我雙方。然而,在有爭議的EMS環境中與低空飛行的無人機交戰的被動性質將使蓄意的空域和EMS解沖突變得不可能,特別是對于裝備有便攜式變體的部隊。
定向能源武器的破壞潛力來自于隨著時間推移轉移到目標的能量。高能(HE)激光器的能量通常在千瓦到兆瓦之間。在低端,這些武器可以使傳感器失明。隨著能量的增加,它們可以降低敏感的電子元件,加熱設備和人員,使其不能再發揮其功能,并導致燃料或彈藥爆炸。 美國海軍在實施高能激光器方面處于領先地位,2014年在一艘水面艦艇上安裝了第一臺。它現在在許多艦艇上都有一系列的激光器,從光學 "炫目 "到150千瓦的光束。光學、發電和傳播方法的進步使得在海上、空中和太空以及陸地移動系統中使用高能激光成為現實。
陸基高爆激光系統可以發揮許多功能。在戰術層面上,高爆激光器可以抵御來襲的彈藥,使無人機失效,并壓制敵人的主動防護系統,作為動能射擊的補充。空軍安裝在卡車上的 "恢復基地拒絕的彈藥"(RADBO)系統使用高爆激光器在舒適的距離內引爆地雷。陸軍目前正在開發一種300千瓦的車載激光器,以防止火箭彈、火炮和迫擊炮的攻擊。在戰區和戰略層面,高爆激光器可能是對抗高超音速導彈的唯一有效手段。根據大氣條件和可用功率,地面高爆激光器可以瞄準敵方軌道上的衛星。
高爆激光器可以有效地作為動能武器的彈藥替代物。這也是有代價的:功率要求、交戰時在EMS中的信號增加,以及由于遠距離和跨域的影響而可能造成自相殘殺。高爆激光器還可能受到大氣條件的限制,盡管該領域的進展正在努力克服這一挑戰。
激光與物理環境中的元素的相互作用使DE有了非致命的用途。美國軍方在伊拉克和阿富汗的反叛亂行動的高峰期試驗了 "疼痛射線",作為其主動拒絕系統(ADS)的一部分。該系統是為控制人群而設計的,它將電轉化為毫米級的無線電波,加熱皮膚中的水,在幾秒鐘內產生難以忍受的熱感。對ADS的1.1萬次測試只導致了兩次受傷。另一種應用是用激光在人員附近產生等離子體球,然后用其他激光誘發物理效應,如幽靈般的聲音或周圍空氣中難以忍受的噪音。聯合非致命武器局正處于將激光誘導的等離子體效應武器用于加熱目標的皮膚,產生極其響亮或混亂的聲音,以及投射口頭命令的邊緣。
非致命的DE武器可用于固定地點的安全,可在安全和鞏固行動中使用,并可通過使人群遠離道路來提高流動性。然而,這些武器的新穎性可能會在信息環境中產生負面效應。斯坦利-麥克里斯特爾將軍在ADS部署后的幾周內就下令將其從阿富汗撤走,因為塔利班讓人們相信美國在對平民進行 "微波",使其患上癌癥和不孕癥。
高功率微波(HPM)武器旨在通過用電磁能量壓倒目標的電子裝置來拒絕、干擾、損害或摧毀它們。HPM是可擴展的,根據HPM投射的能量的多少來呈現所需的效果。在較低的范圍內,HPM激增的能量足以 "鎖定 "一個系統,拒絕其使用。在較高的功率范圍內,HPM會破壞集成電路。與干擾器不同,HPM可以在目標系統不工作的情況下實現其效果。反擊HPM需要對整個電子系統進行加固,因為激增的能量會通過暴露的電線、端口、天線和光學器件滲透進去。與高爆激光器不同,HPM是區域性武器。破壞性效果通常是在較近的范圍內產生的,而破壞性效果可以在較遠的距離上實現更大的面積。作為區域性武器,HPM在對付無人機群時特別有用,空軍已經部署了至少一種HPM武器來保護其地面設施免受無人機攻擊。2017年,波音公司和空軍成功測試了 "反電子高功率微波高級導彈項目"(CHAMP),這是一種巡航導彈,旨在用機載HPM摧毀計算機和電子設備。將這種技術應用于無人機系統或基于直升機的運載系統,為遠程HPM攻擊提供了另一個載體。
具有最大戰略潛力的HPM武器是非核電磁脈沖(EMP)。一旦美國研究人員認識到核爆炸伴隨著電磁能量的大規模激增,美國和蘇聯就開始研究用非核彈藥復制這種效果。雖然CHAMP使用機載電池來發射其HPM以達到局部效果,但EMP炸彈將爆炸能量轉移到磁場中,在整個作戰區域產生HPM效果。組件技術已經成熟到EMP炸彈或導彈是可行的地步。雖然國防部沒有公開其EMP研究,但在2017年,國防部向工業界征集一種 "彈藥投送的非動能效應",該效應能夠 "在不破壞與這些系統相關的硬件的情況下使對手的基本工業、民用和通信基礎設施失效"。該提案要求用標準的陸軍155毫米射彈來實現這一效果。96F 97 該提案所要求的能力指向某種火炮發射的EMP武器。由于C2系統和光電傳感器依賴于敏感和脆弱的電子器件,成功的EMP攻擊對對手的影響可能是決定性的。
博伊德斷言,戰斗人員必須有道德-心理-身體的和諧才能進行抵抗。要破壞這種和諧,需要將致命的、機動的和道德的努力結合起來。施耐德斷言,戰斗有三個領域:道德、控制論[心理]和身體。各個領域都會受到能力的影響,包括EA。結合這些觀點,我們得出了一種方法來理解新的電子攻擊能力如何在多領域作戰中被利用(見圖3)。考慮到案例研究,現在的任務是考慮我們如何將新興的EA系統與現有的能力相結合,在物理、控制論和道德領域產生影響,以支持致命的、機動的和道德的努力。
圖 3.“在作戰中應用電子攻擊的模型”。
電子武器特性的最重大變化是開發了能夠直接摧毀敵人系統和平臺的電子武器。HPM和HE激光系統有能力摧毀無人機和飛機。陸軍的高爆激光器目前集中在防空和反無人機任務上,但這些激光器瞄準地面上的敵方平臺只是時間問題。戰斗車輛上的主動保護系統,如以色列的 "戰利品 "系統的擴散,可能需要在用直接或間接火力攻擊這些平臺之前,通過干擾或DE武器對其進行抑制。為工兵部隊配備RADBO或類似的高爆激光系統,將使他們能夠迅速減少雷區,在行動中能夠更快地進行地面機動。
無人機群ES/EA干擾器,與間接或精確火炮協同作戰,形成了一種觀察-壓制-打擊的能力,有可能遠遠超出前線部隊的作戰范圍,支持偵察和反偵察任務。裝有高爆激光器的航空平臺將為陸軍提供其最遠距離的直接火力武器系統,能夠在距離目標數英里的地方升空進行瞄準射擊,然后落回地面。作為常規致命打擊的一部分,EMP炮彈將摧毀主動防護系統和反火力雷達的電路。
陸軍EA系統也將在物理領域支持MDO的其他服務。DE武器的效果上限可以延伸到太空,使其能夠與飛機交戰以支持空軍。消耗性的無人機干擾器可以激活敵方的EA系統,顯示其位置以便聯合瞄準。裝備有小型EMP裝置的特種作戰部隊可以使岸基雷達和導彈系統在沿海和海上行動中無法使用。陸軍高能激光器有可能通過從地面瞄準敵方衛星來支持太空部隊。
雖然美軍傳統上將EA集中在網絡領域,但現代EA武器為陸軍提供了沿著作戰區域的長度和寬度攻擊網絡決定性點的潛力。蜂群無人機可以將陸軍各師的干擾范圍擴大到遠遠超過空地作戰的30公里。ES系統可以提示高爆激光器來干擾(或炸毀)指揮節點的天線。HPM和EMP彈藥將使整個網絡無法使用,嚴重降低了指揮官在分布式部隊之間提供目的和方向的能力。成群的EA無人機和固定的誘餌可以模擬平臺和指揮節點的電子特征,欺騙敵人并模糊其電子監視工作。同樣的能力也可以用噪音淹沒EMS,在關鍵時刻隱藏關鍵系統的使用或機動。
無人機干擾器和高爆激光器可以壓制防空系統以支持空軍行動。電磁炮是在MDO中產生機動窗口的完美武器,因為它可以使不發光的防空雷達失效,而不會使載人的空中干擾機處于危險之中。地面干擾器可以破壞衛星和地面站之間的聯系,使太空部隊的資產騰出來用于其他行動。EA系統可以刺激敵方網絡,或創造可能有利于敵方網絡內部的網絡行動的缺口。針對網絡決定性點的EA的累積效應將使敵人無法對加速的致命打擊作出反應,也無法對進入脆弱地區的滲透性機動作出反擊。
陸軍可以在戰術、作戰和戰略層面上將現代EA技術用于對抗敵人的意志。在戰略層面上,EMP彈藥可以作為一種有效的威懾手段來對抗對手的行動。從多個載體--空中、太空、海上和陸地--發射的EMP提供了核交換之外的升級選擇。在作戰層面,一個模擬蜂窩網絡同時干擾真實網絡的系統,如俄羅斯的Leer 3,將幫助指揮官更有效地管理信息環境。對分散的部隊使用戰術電磁脈沖,從電子上切斷他們的總部和相鄰的編隊,將在紀律性不強的部隊中產生恐懼和威脅。激光誘導的等離子體效應可以在塑造行動中使用,作為致命的動能打擊或快速穿透機動的前奏,制造恐懼和焦慮。
正如俄羅斯人在烏克蘭所展示的那樣,操縱性電子攻擊是利用聯合網絡行動中獲得的情報的一種機制。我們的網絡戰士必須與EA和心理行動相結合,以收集情報,制作欺騙或信息,然后以無線方式投射到對手的網絡。
防御高超音速導彈在戰略上是必要的,在技術上是可行的,在財政上也是負擔得起的,但這并不容易。它的實現將需要不同于傳統彈道和巡航導彈防御任務所采用的方法和新的思維方式。高超聲速武器將彈道導彈的速度和射程與巡航導彈的低空和機動飛行輪廓相結合。雖然傳統防御可以單獨應對這些挑戰,但它們的組合將需要新的能力、作戰概念和防御設計。高超聲速導彈具有吸引力的相同特征也可能是擊敗它們的關鍵。與其將高超聲速防御視為傳統彈道導彈防御問題的附屬品,不如將其理解為一種復雜的防空形式。
幾十年前,美國向世界表明了其部署彈道導彈防御系統的意圖,特別注重攔截大氣層外可預測的目標。從那時起,導彈的威脅范圍已經擴大,變得更加大氣內和更靈活。在21世紀初,俄羅斯和中國開發了各種無人機系統、先進的巡航導彈、高超音速滑翔武器和日益復雜的彈道導彈。這些武器的特點減少了防御系統的覆蓋范圍,迫使防御者一次看多個方向,并需要更靈活的攔截器。
自2018年以來,俄羅斯已經測試了至少四種新的高超音速或高速武器,將其遠程Avangard高超音速滑翔飛行器和Kinzhal空射彈道導彈投入使用。與此同時,中國已經測試或部署了幾種類型的高超音速武器,并在培養高超聲速專業工程師、發表公開科學論文和建造高超聲速風洞方面超過了美國。俄羅斯等大國對先進導彈能力的投資是2021年3月發布的《臨時國家安全戰略指南》所稱的“旨在遏制美國實力并阻止我們捍衛我們在世界各地的利益和盟友的努力”的一部分。
高超聲速防御對于破壞這些努力、保衛美國領土、保護前方部署的部隊及其支持的防御態勢是必要的。有效的威懾既要利用懲罰的威脅,又要利用阻止攻擊的可靠能力。主動和被動防御措施的混合將提高攻擊的門檻,增加對手決策計算的不確定性,并增加對手的發展成本。有效的防御能力為采取其他軍事、外交和經濟應對措施贏得時間,以承受和減輕與危機中攻擊導彈發射裝置有關的政策和行動挑戰。高超音速防御系統的發展不需要也不應該在真空中進行,也不應該作為一個新的獨立的煙囪。高超聲速防御可以利用正在進行的彈道和巡航導彈防御和高超聲速打擊投資,所有這些都利用了類似的工業基礎,并利用了類似的傳感器和網絡。
拜登政府高級官員肯定了高超音速防御的重要性。在他成為國防部長的確認過程中,勞埃德·奧斯汀表示,他將“鼓勵努力解決各種導彈威脅,包括……高超音速導彈防御攔截能力的加速發展。”副國務卿凱瑟琳·希克斯同樣承諾將重點關注必要的傳感器能力:“如果得到證實,我將評估正在進行的改善國家導彈防御的努力,特別關注提高識別能力和探測彈道導彈和高超音速導彈的傳感器。”
高超聲速導彈的特性可能看起來很新穎,但它們實際上是導彈戰新時代的先兆。新型彈道導彈的飛行軌跡更低、形狀更重。新型巡航導彈保持更高的速度,而且越來越難以被發現。未來的威脅將包括導彈-無人機組合、航天飛機、飛行導彈和其他難以簡單分類的混合導彈。因此,高超音速導彈并不代表一個精品問題。它們是導彈威脅的更廣泛演變的例證——這需要對更廣泛的導彈防御模式進行變革。
2019年《導彈防御評估報告》指出,“不應低估恢復常規和導彈防御優勢所需變化的規模和緊迫性。”這里所要求的規模和緊迫性幾乎涉及導彈防御的每一個方面:傳感器、攔截器、防御設計、理論和政策。復雜的空中和導彈防御系統的問題與某些仍在出現的未來威脅無關。目前,與已經部署并準備使用的高超音速武器以及其他即將問世的武器進行競爭是當務之急。美國國防官員長期以來一直表示,有必要將名為彈道導彈防御系統(Ballistic Missile defense System)的主要國防采建項目轉變為導彈防御系統(Missile defense System),以應對不再由彈道導彈定義的威脅范圍。現在是這樣做的時候了。
部署高超聲速防御將需要綜合的、分層的、系統的方法、新的傳感和攔截能力、不同的作戰概念、教義和組織變化,以及修改的政策預期。
高超音速飛行的定義是大氣飛行。因此,高超聲速防御可能被更好地理解為一種復雜的防空形式,而不是彈道導彈防御的附屬品。
高超音速導彈威脅應該是重新考慮導彈防御和擊敗的方法,以及從彈道導彈防御系統中出現導彈防御系統的關鍵驅動因素。這樣做將有利于防御其他非彈道威脅的發展,包括亞音速和超音速巡航導彈、游蕩彈藥和其他新型投送系統。
高超聲速防御最重要的項目元素是彈性和持久的空間傳感器層,能夠觀察、分類和跟蹤所有類型、方位角和彈道的導彈威脅。
第二重要的項目元素是滑翔相位攔截器。到目前為止,高超聲速國防投資一直不多,只有一小部分用于高超聲速打擊。按照目前的速度,滑翔相攔截彈可能要到21世紀30年代才能部署,但這一時間表可能會加快。
即使沒有空間傳感器層和滑翔相位攔截器,防御設計也可以使用現有的傳感器和替代效應器,以限制高超聲速導彈的機動預算,引導威脅,并以有利于防御方的方式施加其他成本。
高超聲速武器具有吸引力的相同特征為防御者提供了新的失敗模式。一種綜合的方法可能受益于用區域范圍效應器補充命中殺傷攔截,包括高功率微波系統、21世紀版本的高射炮和其他針對高超聲速飛行體制漏洞的手段。
美國不會與無限的資源競爭。積極防御高超聲速導彈可能瞄準的每一個關鍵資產甚至廣闊區域是不可能的。這一簡單的現實要求政策和戰略預期與優先防御和更有限的防御資產清單相一致。應優先考慮區域和部隊保護任務,以及在本土的少量關鍵資產。
目前的教義和組織結構妨礙信息共享、交流和決策。這些需要適應,以支持跨多個領域、命令和責任領域的反高超聲速行動。
高超聲速防御工作要求美國通過維持可預測的預算、深化與盟友的合作、投資消除工業瓶頸領域、改進測試和建模基礎設施以及持續持續的努力,重新獲得相關的科學和工業領先地位。
防御高超聲速導彈全方位威脅的挑戰不可能由單一的銀彈解決方案解決。針對高超聲速飛行關鍵弱點的大量努力可以使高超聲速防御成為一個更容易處理的問題。
潛在對手的火炮系統的改進對美國軍隊特別是陸軍提出了挑戰。除了改進的火炮系統能力和新的使用技術的挑戰外,特殊彈藥的擴散--如精確、熱障和頂部攻擊彈藥--重新引起了對敵人的大炮和火箭炮對美國作戰行動和地面作戰系統的潛在影響的關注。
為了應對這一挑戰,美國陸軍正在尋求通過升級目前的火炮和導彈系統,開發新的長程火炮和高超音速武器,以及改造現有的空射和海射導彈和巡航導彈以便陸軍部隊進行地面發射來提高其所謂的遠程精確射擊(LRPF)能力。
2018年美國防戰略和陸軍的多域作戰概念都要求提高陸軍LRPF能力,以應對被稱為俄羅斯和中國的反介入、區域拒止(A2/AD)戰略,旨在限制美國軍隊在歐洲和太平洋地區的行動自由。
美陸軍有五個主要項目或工作正在進行或考慮中,以提高遠程精確射擊能力:
增程加農炮計劃(ERCA)計劃開發一種能夠對70多公里外的目標進行精確射擊的系統,比目前系統的30公里目標距離有所改進。
精確打擊導彈(PrSM)是一種地對地、全天候、精確打擊的導彈,由M270A1多管火箭系統(MLRS)和M142高機動性炮兵火箭系統(HIMARS)發射。PrSM旨在取代目前的MLRS和HIMARS導彈,并將目前的射速提高一倍,每個發射艙有兩枚導彈。
美陸軍正在研究開發一種戰略遠程炮(SLRC)的可行性,這種炮可以以高超音速發射,射程可達1000英里,以打擊防空、火炮和導彈系統以及指揮和控制目標。
美陸軍、海軍、空軍和導彈防御局(MDA)正在開發通用高超音速滑翔體(C-HGB),陸軍計劃將其作為遠程高超音速武器(LRHW)計劃的一部分,使C-HGB能夠從移動的陸軍地面導彈發射器發射。
最后,美陸軍正試圖改造現有的海軍SM-6和UGM-109對地攻擊導彈,以便為陸軍提供一種中程導彈能力。
鑒于潛在的資源限制和陸軍對LRPF的重視,國會在其監督、授權和撥款方面可能會進一步研究陸軍的LRPF計劃。國會潛在的問題包括
戰略大炮、高超音速導彈和中程戰場導彈的理由。
LRPF的估計總成本。
LRPF和美國印太司令部的太平洋威懾倡議(PDI)投資計劃。
部隊結構要求。
后備役部隊的LRPF。
其他軍種對陸軍遠程防衛部隊的看法;以及
指揮、控制和瞄準遠程火力。
無人機系統(UAS)在美國軍事行動中越來越突出。作為其現代化戰略的一部分,美國防部(DOD)目前正在開發先進的無人機,以及可選的載人飛機。在過去幾十年中,軍隊使用無人機執行各種任務,包括:
分析人士和美國防部認為,無人機可以在許多任務中取代載人飛機,包括
此外,美國防部正在開發一些實驗概念,如飛機系統體系、群集和致命自主武器,以探索使用未來幾代無人機的新方法。在評估潛在新的和未來無人機項目、任務和概念的撥款和授權時,國會可能會考慮以下問題:
美國空軍應追求新一代的中程備用殺傷性武器,以開發一種在與中國或俄羅斯的重大沖突中能夠打擊10萬個或更多目標點的彈藥庫存。
下一代中程PGM的尺寸應該是可以由隱形戰斗機和轟炸機大量內部攜帶的,以減少攻擊高度分散和位于有爭議和高度爭議環境深處的目標集的時間和成本。
這些PGMs還應該被設計成具有低可觀察性和其他特征,以穿透先進的綜合防空系統,減少美國空軍在同行沖突中所需要的飛行架次和武器數量。
用下一代備用PGM穿透隱身飛機將具有射程、生存能力和獨立完成殺傷鏈的能力,以對付越來越具有移動性和可遷移性的目標集。
經過幾十年的推遲和取消的現代化計劃,空軍對美國同行競爭對手的領先優勢正在被削弱,其部隊規模不足以滿足其被要求的作戰需求。同時,對國防開支的擠壓威脅著空軍的年度預算,而空軍的年度預算長期以來一直低于陸軍和海軍的單獨預算份額。這些挑戰使空軍處于一個脆弱的地位,其現代化投資中的錯誤步驟可能是災難性的。空軍必須做出明智的選擇,如果它要用它將獲得的稀缺資源來最大限度地提高其戰斗力。一個關鍵的選擇將是它為發展精確制導武器(PGM)庫存而采取的戰略,該庫存的大小適合于同行沖突。如果空軍要保持對中國和俄羅斯的精確打擊優勢,就必須平衡其庫存彈藥的射程、尺寸、速度、生存性和能力。這將要求空軍開發一系列負擔得起的下一代中程(50至250海里)空對地PGM,可以由其第五代戰斗機和隱形轟炸機大量攜帶。這個武器系列將大大有助于最大限度地提高美國在有爭議環境中的打擊行動的能力和降低其成本。空軍未來的PGM庫存應
1.支持未來對高度分散和位于有爭議地區深處的目標進行遠程穿透性打擊。
2.由設計成能在有爭議的環境中生存并到達其指定目標的武器組成。
3.能夠有效地打擊具有挑戰性的目標,這些目標具有移動性,能夠迅速轉移,或者被加固或深埋。
4.在針對同行對手的長期行動中,有能力打擊100,000個或更多的目標瞄準點。
5.包括各種武器的組合,使大規模的穿透性打擊行動的成本效益最大化。
重新平衡空軍的PGM組合,使之包括下一代中程PGM系列,用于替補打擊,這將補充美國空軍第五代戰斗機和轟炸機的能力,提高其擊敗挑戰性目標的能力,并將以足夠的價格采購同行沖突所需的規模。
自21世紀初以來,美國一直積極追求超音速武器-飛行速度至少5馬赫的機動武器的發展,作為其常規快速全球打擊計劃的一部分。近年來,美國把這方面的努力集中在研發高超聲速滑翔飛行器和高超聲速巡航導彈上。高超聲速滑翔飛行器是從火箭發射出來的,然后滑翔到目標,高超聲速巡航導彈在飛行過程中由高速的吸氣式發動機提供動力。正如前參謀長聯席會議副主席和前美國戰略司令部司令John Hyten將軍所說,當其他部隊無法進入、被拒絕進入或不受歡迎時,這些武器可以“對遙遠的、防御的和/或時間關鍵的威脅(如公路機動導彈)進行響應性的、遠程的打擊選擇。”另一方面,批評人士認為,高超聲速武器缺乏明確的任務要求,對美國軍事能力貢獻不大,在威懾方面沒有必要。
在過去,高超音速武器的資金一直相對有限;然而,五角大樓和國會都對發展和近期部署高超聲速系統表現出越來越大的興趣。這在一定程度上是由于俄羅斯和中國在這些技術上的進步,這兩個國家都有許多高超聲速武器項目,并可能部署了可操作的高超聲速滑翔飛行器——可能裝備有核彈頭。與俄羅斯和中國的超音速武器相比,美國的大多數高超音速武器在設計上都不是為了與核彈頭一起使用。因此,與擁有核武器的中國和俄羅斯系統相比,美國高超音速武器可能需要更高的精度,在技術上也更具挑戰性。五角大樓2023財年的高超聲速研究預算申請為47億美元,高于2022財年的38億美元。導彈防御局還申請了2.255億美元用于高超聲速防御。目前,美國國防部(DOD)還沒有建立任何高超聲速武器的項目記錄,這表明它可能沒有批準系統的任務要求或長期資金計劃。事實上,正如高超聲速(國防部研究與工程副部長辦公室)首席主任Mike White所說,國防部尚未做出購買高超聲速武器的決定,而是正在開發原型,以協助評估潛在的武器系統概念和任務集。
在國會審議五角大樓的美國高超聲速武器計劃時,它可能會考慮有關高超聲速武器的基本原理、預期成本以及對戰略穩定和軍備控制的影響等問題。潛在的問題包括:
高超音速武器將用于什么任務?高超音速武器是執行這些潛在任務的最具成本效益的手段嗎?如何將它們納入聯合作戰原則和概念?
鑒于對高超聲速武器缺乏明確的任務要求,國會應該如何評估高超聲速武器計劃的資金申請,或者評估高超聲速武器計劃、使能技術和支持測試基礎設施的資金申請的平衡?加速高超音速武器、使能技術或高超音速導彈防御方案的研究是必要的,也是技術上可行的嗎?
高超聲速武器的部署將如何影響戰略穩定?
是否需要采取緩解風險的措施,例如擴大新的《削減戰略武器條約》,談判新的多邊軍控協定,或開展透明度和建立信任活動?
自 2000 年以來,美國一直積極尋求發展高超音速武器——飛行速度至少為 5 馬赫的機動武器——作為其常規快速全球打擊計劃的一部分。近年來,美國將重點放在開發高超音速滑翔飛行器上,這種飛行器在滑翔到目標之前由火箭發射,以及在飛行過程中由高速吸氣發動機提供動力的高超音速巡航導彈。正如前參謀長聯席會議副主席和美國戰略司令部前司令約翰·海頓將軍所說,這些武器可以“針對遠程、防御和時間緊迫的威脅提供響應性、遠程、打擊選擇。”另一方面,批評者認為,高超音速武器缺乏明確的任務要求,對美國的軍事能力貢獻不大,而且對威懾沒有必要。
過去,高超音速武器的預算相對有限;然而,五角大樓和國會都對追求高超音速系統的開發和近期部署表現出越來越大的興趣。這部分歸功于俄羅斯和中國在這些技術方面的進步,這兩個國家都有許多高超音速武器計劃,并且可能已經部署了可操作的高超音速滑翔飛行器——可能配備核彈頭。與俄羅斯和中國的高超音速武器相比,美國的大多數高超音速武器并非設計用于核彈頭。因此,與中國和俄羅斯的核武器系統相比,美國的高超音速武器可能需要更高的精度,并且在技術上更具挑戰性。
五角大樓 2023 財年對高超音速研究的預算要求為 47 億美元,高于 2022 財年要求的 38 億美元。導彈防御局還要求提供 2.255 億美元用于高超音速防御。目前,國防部 (DOD) 尚未建立任何高超音速武器的計劃申明,這表明它可能尚未批準該系統的任務要求或長期資助計劃。事實上,正如高超音速首席主任(負責研究和工程的國防部副部長辦公室)邁克·懷特所說,國防部尚未決定采購高超音速武器,而是正在開發原型以協助評估潛在的武器系統概念和任務集。
在國會審查五角大樓對美國高超音速武器項目的規劃時,它可能會考慮有關高超音速武器的基本原理、預期成本以及它們對戰略穩定和軍備控制的影響等問題。潛在問題包括:
高超音速武器將用于什么任務?高超音速武器是執行這些潛在任務的最具成本效益的手段嗎?它們將如何被納入聯合作戰條令和概念?
鑒于高超音速武器缺乏明確的任務要求,國會應如何評估高超音速武器計劃的資金申請或高超音速武器計劃、使能技術和支持測試基礎設施的資金申請之間的平衡?加速對高超音速武器、使能技術或高超音速導彈防御方案的研究是否必要且在技術上是否可行?
如果有的話,高超音速武器的部署將如何影響戰略穩定?
是否需要降低風險的措施,例如擴大New START、談判新的多邊軍備控制協議或開展透明度和建立信任活動?
圖 1. 彈道導彈與高超音速滑翔飛行器的地面探測
軍火公司和軍事大國正在悄悄開發一種新型武器系統,利用速度投射致命力量。通過以極快的速度行進,高超音速武器可以在很短的時間內打擊世界任何地方的目標。
雖然這些武器大多處于開發階段,但一旦部署,它們可能會帶來巨大的不穩定并威脅全球和平與安全,尤其是在危機時期。一個受到攻擊的國家將無法判斷高超音速導彈的去向,或者它是否攜帶核彈頭,從而造成誤解和升級的重大風險。高超音速武器的速度將危險地縮短可用于確定攻擊性質并就如何應對做出合理決定的時間,并將給各國施加“使用它或失去它”的壓力,要求他們首先發動攻擊。
本簡報來自Drone Wars UK ,探討了高超音速武器的發展、英國參與情況以及它們對和平與安全構成的風險。