猪钢鬃

美军新项目提升超音速武器实际性能

    RATTLRS项目将拓展超音速武器的平台适用性，可适应空中（战斗机或轰炸机），水面（军舰）以及水下（潜艇）等多种发射平台。美军将尝试用战斗机试射高超音速导弹。

    一个正在进行的验证性技术项目可能帮助美国军方开发出更先进的超音速武器。时敏目标远程打击创新方法简称为RATTLRS，这项技术将大大拓展高速飞行领域的想像空间，提升超音速武器的实际性能。

    是一个技术验证项目

    RATTLRS（时敏目标远程打击创新方法）实际上是一个技术验证项目而不是一个武器研发项目。

    RATTLRS是“国家航空航天倡议”（NAI）计划的一部分。作为这项倡议的实际举措，人们希望看到有更多高精尖的技术能应用到超音速飞行器上。RATTLRS还是一个多方合作的项目，参与其中的包括美国海军、空军、美国宇航局以及其他一些政府机构。

    这个项目包括两个重要的组成部分。第一个，是飞行论证子项目，其中包括概念研究，产品设计，研发，加工制造以及最后的飞行器测试。RATTLRS飞行论证子项目的目标就是实施至少三次飞行实验，第一次就初步定在研究合同签订之后的第36到第38个月的时候，飞行实验结束预计是在第48个月左右。

    第二个重要组成部分是技术研发子项目，该部分主要是继续开发和完善未来可能采用的高速飞行技术。更进一步的实验飞行取决于风险的降低，技术的成熟以及资金的充裕程度。最大的一笔独立合同可能价值1.75亿。验证部分的花销是5千万。在现在的市场上有两家引擎公司有实力和经验为RATTLRS提供引擎。

    参加试验的飞行器需要具备的特征

    RATTLRS项目的实验飞行器在大小，重量，以及结构方面都必须具有发展成为一种战术性武器系统的潜质，因此，它需要具有以下几方面的特征：

    它必须采用涡轮发动机作为推进器。

    它必须能够在重力加速度最小为0.25g，一般飞机只能以接近音速飞行的区域，仅仅依靠涡轮发动机，实现从亚音速到最低3马赫（3000公里/小时）的水平巡航速度。

    它必须能够保持3马赫或者更高一些的巡航速度不少于5分钟（这意味着大概要飞过250公里的距离）。

    项目成功的意义

    令人欣慰的是，飞行论证项目的成果为以下几个方面的进步提供了可能：

　　- 更高的巡航速度（>4 马赫，即4000公里/小时）

    - 更大的加速度（>0.5g）

    - 更长的巡航时间（>15分钟）和距离（长达1000公里）

    - 针对有效载荷，航程，以及耐受力而进行过最优化设计的飞行器结构

    - 经过改良的多重提速机制

    - 成本降低

    - 更广泛的平台适用性

    基于RATTLRS技术的战术性武器系统应该实现：

   （1）如果是空中发射的，弹体总重不应超过1800磅，其中有效载荷500镑；

   （2）如果是在舰艇或者潜艇上垂直发射的（一般射程较远），弹体总重不应超过3400镑（多出来的重量包括从垂直发射井发射所需的配件重量），其中有效载荷750镑；

    另外如果在结构方面的研究取得了重大进展，也有可能开发一种适合多平台发射的武器。 

项目实施过程

美制X-51“驭波者”超音速巡航导弹想像图

    2004年3月1日，海军研究办公室把RATTLRS项目正式委托给轨道科学公司，洛克希德-马丁公司，雷声公司以及麦克唐纳-道格拉斯公司进行研究。这是一份为期五年，不定期交货、不定量供应（IDIQ）的委托合同，总价值达到1.75亿美元。

    该项目目前处于第三阶段

    美国海军部下属，位于弗吉尼亚州阿林顿的海军研究局负责主持这个项目的研究，协助机构包括美国宇航局以及美国空军。这个项目始于国防部长办公室提出的“国家航空航天倡议”（NAI）计划，该计划致力于开发出成本可以接受的可重复使用高速武器系统。

    该项目目前正处于第三阶段，项目主管方已与洛克希德-马丁公司签约，利用自由工厂（LibertyWorks，正式名称应该为罗尔斯-罗伊斯北美技术公司，位于印地安那州的印地安那波利斯）提供的涡轮发动机，利用帕尔姆达尔（Palmdale，位于加利福尼亚州）试验基地，进一步开发成熟的武器系统。拥有和控制着科迪亚克航天发射场的阿拉斯加宇航发展公司也参与了这项工作。

    飞行极限速度至少达到3马赫

    目前大多数武器系统都是亚音速状态下工作的。人们希望，通过飞行测试，采用了RATTLRS技术的武器系统的飞行极限速度最少要达到3马赫，这已经写进了2007-2008年度的项目计划书。“最终的目标是使这种武器系统达到4马赫的巡航能力。”海军研究局飞行器与武器系统项目负责人劳伦斯-阿什这样说。

    有一些其他的飞行器也可以超音速飞行，但与它们不同的是，RATTLRS并不需要一个加力燃烧室的推动来实现超音速飞行。阿什说，做到这一点的关键技术之一就是新系统在没有助推器的情况下，仅靠一个涡轮发动机就可以达到马赫级的飞行速度。

    对于一项像RATTLRS这样适应性很强的技术，使用者可以针对特定任务目标来为武器系统的速度、射程以及燃料消耗量作最优化设计。在超音速模式下，RATTLRS所采用的涡轮发动机是效能最高，巡航速度调节能力最强的引擎。“这种调节能力使它能够适应不同范围战场作战的需要，”阿什这样说。

    由于可以根据事先设定好的指令，在一定范围内采用不同的速度飞行，这也让RATTLRS武器系统与其他只能以最高速飞行的武器系统很不一样。RATTLRS武器系统的航速调节范围从亚音速，1马赫直到4马赫。为了实现远距离攻击，RATTLRS武器系统可以在一段时间内保持高航速飞行。洛克希德-马丁公司曾开发出使用喷气推进技术的D-21无人机，但它只能按照单一航速飞行。“那并不是一套适应性很强的系统，”洛克希德-马丁公司的RATTLRS项目负责人克雷格-约翰斯顿这样说。

    按照研发人员的说法，这种武器系统的开发难点往往不在高航速上，而是在适用性方面。阿什说，真正的战场情况往往很复杂，需要的不是那种只能在特定环境使用的武器，而是性能优秀并且容易改装的武器。 

RATTLRS技术的优势

美国SR-71黑鸟超高速侦察机

    适用性和速度都有提升

    RATTLRS技术有一系列的特性使得基于这种技术的武器系统在适用性方面有独一无二的优势。除了可以超音速飞行以外，这套系统还可以携带不同种类的载荷，可以从不同平台发射。“前线需要无处不在的火力支持。”阿什这样说。

    RATTLRS武器系统的另一个优势是它的飞行高度很高，这使得敌方很难对它进行拦截。高航速与高空飞行能力的结合使得这类武器系统具有很强的生存能力。不仅如此，敌方雷达系统还很难追踪到它们的信号。

    为了兼顾性能和适用性，研发人员正在努力改进RATTLRS战术武器系统，使其能够适应空中（战斗机或轰炸机），水面（军舰）以及水下（潜艇）等多种发射平台。不同的平台需要不同的设计。比如，战斗机平台对于武器系统尺寸的要求比较严，因为考虑到要便于携带，而轰炸机对这方面就不太在乎。研发人员还致力于使RATTLRS武器系统能应用到舰船甲板上的垂直发射系统以及潜艇上的垂直或水平发射系统上。

    约翰斯顿说RATTLRS的研发团队必须把这类武器系统设计成可以适用于各种平台的通用系统，所以他们必须把RATTLRS设备想办法装进一个21英寸的盒子里，并正常发挥效能。“这个问题就是我们现在最迫切需要解决的，”他说。“要把这些东西都装进一个小盒子里并应用到各种战斗平台上，确实很不容易。”

    研发人员正在去除或者减少RATTLRS系统中任何新的附件或者在材料、载荷方面的特殊配置以保证它的通用性。速度与适用性的结合使得RATTLRS具备了远程打击能力，成为战术性任务的首选。它可以在很短的时间内发射升空击落远程来袭之敌。靠近攻击目标的战斗机或者轰炸机可以在得到进攻指令后在很短的时间内（利用所装备的RATTLRS武器系统）对目标进行有效打击。按照约翰斯通的说法，使用RATTLRS武器系统跟使用战斧巡航导弹差不多。

    对导弹打击速度的革命性提升

    无论是在战区以内或者以外，RATTLRS武器系统都可以从发射平台上对目标实施迅速打击，这在今天的战场上是一项非常重要的功能。在全球反恐战场上，恐怖分子头子（价值高的目标）经常东躲西藏，变换位置。目前的技术条件下，导弹从锁定目标，发射到抵达目标需要几个小时的时间，而RATTLRS武器系统可以使这一时间段缩短到数分钟内。“它可以在接到命令2至5分钟以内发射，”约翰斯顿这样说。“30分钟内就可以命中目标。”有了这样的把握，约翰斯顿说如果有一个恐怖分子头子打算在某个小山村吃饭，那么可能还没能这顿饭吃完，他就会被导弹击毙。

    RATTLRS技术不光给美国军方提供了一套犀利的快速打击手段，而且还能完成很多其他方面的任务，因为这种导弹有一系列优良的特性。比如除了基本的打击和爆炸摧毁以外，它们还可以钻入地下攻击深层目标。

    这类武器系统还可以携带子母弹。因为RATTLRS技术具有良好的速度调节能力，可以保证子母弹在亚音速或超音速状态下飞行。据阿什透露，很多大型弹头都可以采用RATTLRS武器系统投送到指定目标。

    RATTLRS技术的应用使得导弹的飞行速度成倍提升，也使得它们的冲击力更强大。约翰斯顿说将来进行系统开发的时候会把这个因素考虑进去。但是，为防止一些间接的不利影响，他并不愿对目前投产的武器系统进行大幅度的改造。他还保证，由于技术进步，RATTLRS武器系统会比旧式的巡航导弹系统精度更高，达到和现有导弹系统同样的水平。“因为武器系统的精确性是固有的，所以不会间接影响什么。”约翰斯顿这样解释。按照他的说法，RATTLRS一般都会直接命中目标。

    阿什说，不同地域不同任务的作战部队需要不同性能的武器。而RATTLRS的研发团队想要用一个产品满足多种部队的需求。现成的平台和程序可以让他们有多种手段引导攻击武器。RATTLRS武器系统一系列的优点——敏感度高，攻击威力大，生存能力强，适用平台广——使得作战部队在各种复杂环境中都可以用到它。

    在试验性的武器系统正式列装部队之前，它还必须完成所有配套开发，然后由验收委员会决定它是否真正达到了设计目标。RATTLRS的飞行测试计划安排了至少三次试飞。飞行测试期间，研发人员还安排了发射前注入飞行数据的测试。这样，RATTLRS武器系统就必须在试飞区域内完全自主的飞行直到因为燃油耗尽而停下来。

    当RATTLRS技术完成开发工作，通过测试之后，验收方最后会提出关于武器系统的需求，包括导弹型号的具体尺寸和详细构型。RATTLRS项目的开发团队的初衷并不是开发一套直接应用于前线战场的武器系统。未来几年将要进行的飞行测试将证明这项技术已经完善到了无懈可击的地步，并告诉那些验收人员这套系统已经足够成熟了，阿什最后这样说。 

3马赫的航速 致命的精确度 

超音速飞机突破音障的瞬间

    它大约有20英尺长，2000镑重，飞行于70,000英尺高空。如果得到精确的攻击指令，目标就在500公里以内，它可以马上发射并很快加速到3马赫以上，在数分钟以内就可以抵达目标实施攻击。

    美国的对手们在得到这个消息之后肯定会感觉很不舒服，因为这表明美国军方追求时敏目标远程打击创新方法（RATTLRS）的目标就快要实现了。

    研制单位和使用单位共同开发

    由于在飞行速度，精确性，射程，以及反应速度方面的优良性能，RATTLRS武器系统将被用来对付多种作战目标，比如那些运动着的，时间紧迫的，异常坚固的以及埋在地下的目标。

    洛克希德-马丁公司本周完成的测试是用侵入式弹头攻击加固过的掩体。测试中，RATTLRS导弹的弹体加速到2马赫以上，然后一头撞进掩体中（如图）。导弹弹头完完全全的穿过了混凝土护墙（进入到掩体内部）。

    这项测试表明轻型侵入式弹头搭配高速弹体的时候，也能达到重型侵入式弹头同样的效果。

    RATTLRS技术验证项目由海军研究局主导，协助机构包括美国空军，美国宇航局以及美国国防高级研究计划局，这项技术将为以后的时敏攻击型武器定下新的标准。最终的目标是希望开发出一种飞行速度超过3马赫，可以从水面舰艇，潜艇这些海军平台，以及飞机这种空军平台发射的超强武器系统。它将成为第一个在设计之初就是为了达到广泛攻击能力而开发的武器系统。

    RATTLRS目前正在紧张的开发和测试，它的第一次试飞是在2007年晚些时候。洛克希德-马丁公司是主要的武器系统开发商，自由工厂（LibertyWorks，正式名称应该为罗尔斯-罗伊斯北美技术公司）是引擎开发商。

    采用涡轮动力系统

    RATTLRS采用了独一无二的涡轮动力系统，它可以在没有推进器的情况下，以亚音速发射，并且只依靠自身的动力加速到3马赫以上的速度飞行。这种涡轮发动机可以提供几倍于音速的航速，超远的射程，高效率的燃料性能以及航速与射程相交换的能力。除了采用高性能的非加力涡轮技术以外，RATTLRS还结合了最先进的制导和寻的技术。

    RATTLRS武器系统所具备的神奇技术将使其在未来的战场上拥有巨大的性能优势，而且不用增加什么新的负担。

    在RATTLRS项目中，洛克希德-马丁公司是和艾利逊先进技术开发公司（AADC）相配合，以一个现有的原型为基础，共同开发先进的4马赫推进系统。艾利逊先进技术开发公司（AADC）生产的YJ102R发动机曾为传奇性的SR-71“黑鸟”侦察机提供了超音速的巡航能力，这种简单而又便宜的发动机也适用于一些造价不高的导弹系统。

    SR-71“黑鸟”侦察机首飞后的40年里，涡轮冷却技术取得了长足的进步，这也就使得现在的YJ102R发动机可以提供“黑鸟”侦察机上所用的老式发动机6倍以上的单位推力，因此，RATTLRS武器系统可以在没有高燃料消耗的加力引擎的情况下，达到相近的飞行速度。

    火箭橇实验是RATTLRS全面安全测试项目的一部分，并将于2007年底进行战斗测试时全面展开。洛克希德-马丁公司在新墨西哥霍洛曼空军基地的高速测试轨道进行了RATTLRS武器系统的超音速火箭橇实验。过去的火箭橇实验着眼于制导武器的高速投送能力，而这次实验则着重测试高速侵入式弹头攻击加固型目标的效果。

    译自：CDI网站

    作者：Vince Manzo, CDI Research Assistant

    编译：知远/靛亮