专家解读“布拉莫斯-,2”高超声速巡航导弹

发展概况

本刊记者（以下简称记）：首先请您简单介绍一下“布拉莫斯-2”导弹的研制概况。

周伟研究员（以下简称周）：“布拉莫斯-2”高超声速巡航导弹于2007年1月开始立项研制。当时正值俄罗斯总统普京访问印度，为了讨论研究如何开发新的巡航导弹技术以实现高超声速飞行，印度与俄罗斯专门成立了联合研究小组。2007年2月，俄印“布拉莫斯”航宇公司高管皮莱称，由于“布拉莫斯”超声速巡航导弹面临许多国家的竞争，避免可能被其他产品领先，印度决定开发更新和更革命性的技术，在5年或是更短时间内研制出高超声速型“布拉莫斯”巡航导弹（射程仍是约300千米）。2011年6月，印度前总统阿卜杜勒-卡拉姆在“布拉莫斯”超声速巡航导弹发射10周年纪念会上演讲时，要求布拉莫斯航宇公司研制“布拉莫斯”巡航导弹的高超声速改型，以保持印度在该领域的领先地位。卡拉姆称：“你们应研制一种‘布拉莫斯’高超声速型号，且是可重复使用的，即该导弹应能投掷战斗部并返回基地。”

目前，印俄联合委员会负责“布拉莫斯-2”高超声速巡航导弹项目，印度“国防研究与开发组织”（DRDO）下属的“国防研究与发展试验室”（DRDL）和俄罗斯NPO火箭设计局参与研制工作，正在进行该弹推进系统与其他部件的集成工作。

气动布局

记：从外形来看，“布拉莫斯-2”与美国X-51A非常相似，高超声速飞行器为什么不约而同都采用这种外形？

周：从航展上的模型图片来看，“布拉莫斯-2”采用了与美国X-51A十分类似的“乘波体”结构，这是各国研究者经过大量试验之后，被公认为是最佳的高超声速飞行器外形。乘波体外形有三个显著的气动特征，即低阻、高升力和高升阻比，这些特征的产生原因就在于：传统外形在超声速流中前缘大都是脱体激波，激波前后存在的压差使得外形上的波阻非常大，而乘波体的前缘及上表面与激波同面，所以不形成大的压差阻力；下表面虽然也受到一个与传统外形一样的高压，但这个流动的高压不会绕过前缘泄露到上表面，这样上下表面的压差不会相互影响而降低下表面的压力，从而使得升力降低。同时，乘波体的下表面常常设计得较平，相对于常规轴对称外形，平底截面外形的上下压差要大得多，所以升力也大得多，升阻比也比传统外形要高。另外，“布拉莫斯-2”的乘波体构型在为飞行器提供较大升力的同时，其头部形成的激波系还能将空气引入到矩形发动机进气道中，有助于“布拉莫斯-2”发动机的燃烧过程。

记：印度媒体在报道中称“布拉莫斯-2”采用了“一体化设计技术”，这种“一体化设计技术”与传统导弹设计不同吗？

周：的确不同。传统飞行器是将推进系统作为独立系统设计，在进行机体和内部布局设计时，只需为其预留一定的安放空间即可。但从图片上看，“布拉莫斯-2”导弹在设计上，其机体和超燃冲压发动机之间的耦合形式，与传统飞行器机体与发动机之间的耦合形式有很大不同，“布拉莫斯-2”采用了明显的一体化设计技术，它的前机体容纳超燃冲压发动机进气道、后机体容纳超燃冲压发动机尾喷管，由此实现了发动机与机体的一体化。

采用一体化设计是因为，与传统的飞行器相比，“布拉莫斯-2”导弹由于在进行高超声速飞行时，空气阻力大，为获得较高的升阻比，其外形必须高度流线化。其次，飞行器机体和推进系统的一体化设计是整个飞行器性能的关键，传统亚声速飞行器当然也可以采用一体化设计，但像“布拉莫斯-2”这样的高超声速飞行器的工作马赫数范围越高，这个问题越突出，而飞行器与推进器一体化设计，两者相互作用可以获得尽可能高的飞行器气动和推进性能、稳定性和控制特性，可以有效减小飞行器阻力，使飞行器升阻比得以提高。

推进系统

记：高超声速巡航导弹，为了在大气层内可以实现长时间高超声速巡航飞行，目前主要是采用超声速燃烧发动机（简称“超燃冲压发动机”）+火箭助推器的组合式循环推进系统，其中超燃冲压发动机是关键，也是目前各国吸气式高超声速技术发展的重点，不过目前的超燃冲压发动机类型很多，譬如有亚燃/超燃双模态冲压发动机和亚燃/超燃双燃烧室冲压发动机等，您认为“布拉莫斯-2”所用的发动机可能是哪种类型？

周：目前国际上提出的超燃冲压发动机概念确实很多，包括普通超燃冲压发动机、亚燃/超燃双模态冲压发动机、亚燃/超燃双燃烧室冲压发动机、吸气式预燃室超燃冲压发动机、引射超燃冲压发动机、整体式火箭液体超燃冲压发动机、固体双模态冲压发动机和超燃组合发动机等。不过，鉴于难易程度的不同，目前各国研究发展主要集中在技术上较容易实现的两种类型上，即亚燃/超燃双模态冲压发动机和亚燃/超燃双燃烧室冲压发动机。其中，前者是指发动机可以亚燃和超燃冲压两种模式工作的发动机。当发动机飞行M数大于6时，实现超声速燃烧。当马赫数低于6时，实现亚声速燃烧。这种发动机适用于既可用于巡航导弹，又可用于喷气式飞机、空天飞机等可重复使用飞行器；后者的进气道分为两部分：一部分引导部分来流进入亚声速燃烧室，另一部分引导其余来流按照发动机制动原理进入超音速燃烧室。这种发动机适用于巡航导弹这样的一次性使用的飞行器。对于“布拉莫斯-2”高超声速巡航导弹来说，印度军方提出的指标之一是要求可以重复使用，所以该弹使用的肯定是亚燃/超燃双模态冲压发动机。

记：“布拉莫斯-2”导弹采用的超燃冲压发动机，它与涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、冲压发动机等都属于空气喷气发动机，导弹采用上述不同类型的发动机，其相应的速度和射程会有显著差别吗？

周：差异是很显著的。亚声速巡航导弹可采用涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、亚声速冲压发动机等，最大射程可达3000千米，如俄罗斯的AS-15导弹和美国的“空射巡航导弹”，尽管雷达反射面积小，飞行高度低，雷达难以探测和跟踪，但飞行速度慢，易被拦截。

超声速巡航导弹主要采用亚声速冲压发动机等，速度可达低超声速（马赫数不大于3），在全程综合突防能力、打击时间敏感目标能力、打击加固目标和深埋目标能力方面较亚声速巡航导弹有一定优势，但由于在其他战术技术性能和费效比方面的劣势，低超声速战略巡航导弹目前的射程大多难以超过500千米，例如俄罗斯“花岗岩”反舰巡航导弹最大射程550千米，最大速度2.5马赫；法国“中程空地导弹”，最大速度3马赫，最大射程400千米。但是，随着“布拉莫斯-2”等高超声速巡航导弹的出现，巡航导弹将在射程和速度方面取得重要突破，即可以飞得又快又远。

记：“布拉莫斯-2”能达到怎样的飞行速度？

周：“布拉莫斯-2”所采用的亚燃/超燃双模态超燃冲压发动机，理论上在采用碳氢燃料时，其飞行速度在8马赫以下；在使用液氢燃料时，其飞行速度最高可达到25马赫。目前，印度的发展目标是达到7马赫的飞行速度，飞行里程达到大约5000千米。就算是7马赫这样的目标，在技术上也需要通过大量试验逐步来实现，在2012年7月，俄印“布拉莫斯”航宇公司执行总经理皮莱表示，印度已经以6.5马赫的速度、以煤油为燃料，对该型发动机进行了一系列地面试验。后在当年10月，印度国防研究与开发组织官员称，计划在未来12个月至18个月内进行首次“高超声速技术验证飞行器”（HSTDV）飞行试验。HSTDV项目旨在生产一种以烃燃料的超燃冲压发动机的试验件，飞行速度能达到6马赫至7马赫，并可进行自主制导飞行，这个试验项目将为研制“布拉莫斯-2”高超声速巡航导弹及能用于其他任务（如高速侦察）的平台奠定基础。

目前，虽然印度已进行了约10次发动机试验，但尚未突破发动机燃烧持续20秒的门槛，同时也未开始进行飞行试验。未来进行初始飞行试验时，发动机燃烧时间只有超过10秒左右，才能证明该发动机设计符合要求，具备进一步提高飞行时间的潜力，其主要手段是提高发动机控制技术。

未来随着技术的不断进步，“布拉莫斯-2”将逐步向25马赫的飞行速度迈进，同样的重量条件下，将有望实现对全球任意地点的打击。

记：“布拉莫斯”作为超声速导弹，其发动机与“布拉莫斯-2”的超燃冲压发动机最大区别是什么？

周：二者在构造、外形等多个方面均有不同之处，但最大区别在于：前者采用亚声速燃烧固体冲压发动机，进气前与出气时其气流速度维持在1马赫至3马赫之间，但由于超声速气流会超过发动机材料承受极限，因此在燃烧室中气流进行减速增压，其燃烧速度为亚声速；后者采用超燃冲压发动机，进气前与进气后其气流都维持在5赫以上，气流在燃烧室中的燃烧速度为超声速。当然，在亚燃/超燃的双模式下，超燃冲压发动机也可进行亚声速燃烧。

未来目标是达到25马赫飞行速度

记：“布拉莫斯-2”要实现25马赫的速度，需要做哪些改进？

周：必须进一步优化推进系统性能，例如将进行三维内旋式进气道研究。作为高超声速巡航导弹的重要组成部分，超燃冲压发动机一直是高超声速巡航导弹研究的关键，而进气道的研究则是超燃冲压发动机研制的重点。设计合理、性能优良的高超声速进气道是超燃冲压发动机顺利工作的前提，2011年6月13日美国X-51A飞行的第二次试飞就是因为进气道出现不启动现象而失败。目前，“布拉莫斯-2”采用平面压缩进气道即二维进气道，靠二维斜激波压缩捕获的气流。这种构型的进气道设计简单、实现方便，是20世纪80年代以来各国发展较成熟的一种进气道。但从长远来看，三维内旋式进气道是高超声速进气道发展的必然趋势，它与乘波体的一体化设计将可能为高超声速研究带来新的变革。这种进气道主要有以下优点，即压缩比高、利于减轻发动机质量、摩擦力和阻力低等，可大幅提高超燃冲压发动机的性能。

“布拉莫斯-2”飞行速度快带来的作战优势

记：“布拉莫斯-2”采用超燃冲压发动机，最主要是获得飞行速度快这个目的，导弹飞行速度快所带来的作战优势具体有哪几个方面？

周：首先，对付时间敏感目标和移动目标的效果更好。目前，对于射程500千米以下的超声速巡航导弹，仅有俄罗斯、法国、印度、台湾地区等少数几个国家或地区装备或发展了超声速型号，无法实施远程打击。同时，各国现役巡航导弹，特别是射程500千米以上的远程巡航导弹大多数为亚声速，例如美国的“战斧”系列导弹和“联合防区外发射空地导弹”（JASSM），俄罗斯的AS-15“撑杆”系列导弹等。这些巡航导弹打击1000千米外的目标需要1个多小时，而未来“布拉莫斯-2”高超声速巡航导弹实现打击的时间只需要不到10分钟，这样高的飞行速度能大幅缩短发现和命中目标之间的时间差，发射后可迅速到达目标，实现快速响应，提高攻击的突然性和有效性，将成为对付导弹发射架等时间敏感目标和移动目标的最佳手段之一。

其次，突防能力提高了。大多数现役巡航导弹，主要依靠超低空飞行与隐身技术突破防御，但由于速度太慢，暴露后很容易被拦截，在科索沃战争中就有数十枚“战斧”遭击落。而未来的“布拉莫斯-2”高超声速巡航导弹由于其速度高达5马赫以上，同时其飞行轨道也不同于容易发现和计算的弹道导弹，将对防御方造成很大困难，现有防御系统很难做出及时反应，即使能及时反应也难保证拦截成功。

最后，“布拉莫斯-2”高超声速巡航导弹这样的高超声速武器，具有惊人的动能杀伤效果。此类飞行器若携载与亚声速飞行器相当杀伤力的战斗部，那么其战斗部的质量可以减轻，从而减小了飞行器的设计载荷，增加飞行速度和杀伤动能，对钢筋混凝土的侵彻深度可达十几米，特别适合打击深埋于地下的指挥中心等坚固目标。

制导系统和战斗部

记：“布拉莫斯-2”在制导系统和战斗部方面有无特殊设计之处？

周：“布拉莫斯-2”导弹在制导系统上，不外乎现役巡航导弹常用的复合制导体制，包括惯导、GPS制导，以及主动寻的末制导等。不过需要说明的是，印度还将在“布拉莫斯-2”导弹的复合制导体制之外，为其加装数据链，提高其飞行中重新瞄准的能力。利用这种数据链不但可以使飞行中的导弹重新装订新的打击目标，而且可以在弹头爆炸前下载红外导引头捕获的目标图像，以进行战斗毁伤评估，确定是否需要引导尚处于飞行中的导弹继续攻击目标。这种“人在回路”制导技术已成为解决精确制导武器探测、识别目标和提高命中精度的重要手段，将使“布拉莫斯-2”导弹更加智能化。弹头方面，“布拉莫斯-2”与目前众多现役巡航导弹一样，既可采用常规战斗部，也可采用核战斗部。

“布拉莫斯-2”使印度战略威慑和打击能力进一步完善

记：“布拉莫斯-2”研制和部署后，在印军装备体系中将发挥怎样的作用？

周：目前，印度正在大力建设陆、海、空“三位一体”的战略核力量，目前以“烈火”系列为代表的陆基战略核力量建设取得重要进展，但空基和海基战略核力量建设相对滞后，从空基核力量来讲，只装备了核航弹；空射核巡航导弹“无畏”也正在研制之中，可以说尚不具备成熟的空基和海基实战能力。而未来“布拉莫斯-2”高超声速巡航导弹，规划发展三军通用型号，将使印度拥有空基战略核或常规全球打击能力，而且将增加印度陆基和海基常规战略精确打击的手段，另外也可为印度发展弹道-巡航组合式战略导弹提供支撑。总而言之，“布拉莫斯-2”研制成功后，由于其具备又快又远的打击和突防能力，印度的战略威慑和打击力量体系将得到进一步完善和发展。

此外，“布拉莫斯-2”也会有助于印度推动空天作战飞行器的研制。如前所述，亚燃/超燃双模超燃冲压发动机既可用于巡航导弹，又可用于空天飞机等可重复使用飞行器。1998年，印度就已经启动了“天神下凡”小型可重复使用空天飞机计划。作为一种高超声速飞机，“天神下凡”空天飞机采用涡轮冲压/超燃冲压/火箭组合循环发动机，可自由来往于天地之间，用于对地攻击或侦察。“布拉莫斯-2”导弹研制成功之后，其发动机技术经过改造改进可以用于“天神下凡”空天飞机。估计在未来20年左右，印度的空天飞机可能会服役。这种飞机既能承担民用运输，又能是执行军事任务的载人或无人航天器。它能像普通飞机一样起飞，以5倍以上声速在大气层内飞行，在30千米至100千米高空的飞行速度达12马赫至25马赫，并直接加速进入地球轨道成为航天飞行器。更重要的是，空天飞机可用作空天武器平台，特别是在携载“布拉莫斯-2”导弹、组合式战略导弹或新概念武器后，既可以用作战略轰炸机，又可以用作天基作战平台。这样，“布拉莫斯-2”等高超声速战略巡航导弹将成为一种非常有效的真正的空天武器，使印度的战略导弹力量体系结构发生变化，即从目前的陆、海、空“三位一体”演变成陆、海、空、天“四位一体”。这种高超声速战略巡航导弹与空天飞机的组合，其所具有的反应速度快、打击精度高、防不胜防的特点，将极大拓展战场空间、提高突防能力和作战效能。

“布拉莫斯-2”目前正处研制阶段，尚未进行飞行试验，其进程明显慢于美国X-51A飞行器。不过，由于该导弹项目是俄、印联合项目，因此俄罗斯有可能通过借用其“冷-2”和“鹰”高超声速项目的相关成果来推动该弹的研制进程。

记：有矛必有盾，对抗“布拉莫斯-2”这样的高超声速导弹，未来会发展怎样的手段？

周：高超声速巡航导弹具有极强的突防能力，是目前导弹防御的难点。此类导弹尚未实现实战部署，因此其防御系统的发展也相对缓慢，目前也没有进行相应拦截试验。不过，随着攻防矛盾的发展，随着未来战略导弹防御系统的逐步建立和完善，特别是天基导弹防御系统等新型号、新机理导弹防御系统的建立，对高超声速巡航导弹的反制手段将得到实现。

记：感谢您接受我们的采访。

资料链接：超燃冲压发动机

超燃冲压发动机是指燃料在超声速气流中进行燃烧的冲压发动机。这种发动机结构简单、质量轻、成本低、易维护、超声速飞行时性能好，具有高超声速巡航导弹要求高比冲、高速度和大续航推力的特性，特别适宜在大气层或跨大气层中长时间超声速或高超声速续航飞行。因此，采用超燃冲压发动机或者超燃冲压发动机和其它发动机的组合，并利用固体火箭助推器把飞行器加速到冲压发动机工作所需的速度是目前公认的高超声速巡航导弹动力装置的最优选择。20世纪50年代末，超燃冲压发动机的基础技术研究开始启动；80年代末至90年代初，单级入轨空天飞机研究热潮的兴起，极大推动了超燃冲压发动机技术的发展；90年代以来至今，为了发展以超燃冲压发动机为动力的高超声速巡航导弹，各国先后开展了很多关键技术和飞行演示验证，并积极向实战应用化方向转化。1991年11月27日，俄罗斯在“冷”计划下进行世界首次超燃冲压发动机飞行试验，成功实现了冲压发动机从亚声速燃烧至超声速燃烧的转换，具有划时代的意义。目前，俄罗斯正在推进“冷-2”和“鹰”等高超声速计划，美国也通过实施X-43A、X-51A、HyFly等多项高超声速计划，推动超燃冲压发动机技术向前发展。

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