美國空軍「極音速飛彈」發展計畫急轉彎
2023.07.27
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壹、新聞重點
美國空軍在今年(2023)3 月承認 AGM-183 計畫失敗,並表示在原型設計階段結束後,將不會採購 AGM-183。AGM-183 全稱為 「空射快速反應武器」(Air-launched Rapid Response Weapon, ARRW),美國空軍在 3 月 13 日進行 AGM-183 的第二次測試,並未稱測試成 功,而僅稱其實現多項目標,去年 12 月的測試,空軍也表示「所有目標均已實現」。[1]但美國空軍將發展計畫轉向「極音速進氣式武器」, 即「 極音速攻擊巡弋飛彈 」( Hypersonic Attack Cruise Missile, HACM)。
貳、安全意涵
美國雖在「極音速」技術上處領先地位,美國航空太空總署 (NASA)、國防先進研究計畫署(DARPA),陸、海、空各軍種都有研發計畫,朝向「極音速滑翔載具」(Hypersonic Glide Vehicle, HGV)及「極音速進氣式武器」(Hypersonic Air-breathing Weapon Concept,HAWC)。然而在部署上已落後中共及俄羅斯,因此各軍種的發展及部署均有其急迫性,但這也導致 AGM-183 在發展過程中的疏失。
一、美國空軍未全盤放棄AGM-183
AGM-183 又稱「空射快速反應武器」( Air-launched Rapid Response Weapon, ARRW),是一種極音速空對地飛彈,由美國空軍主導研發,2018 年授予洛克希德馬汀(Lockheed Martin)公司發展合約,是一種「推進—滑翔」式武器,由一枚火箭推進彈體達到極音速飛行,最大速度可達 7 馬赫,射程 1 千公里(620 哩)。美國國會估計若採購 300 枚飛彈,每枚 AGM-183 的生產成本約在 1,490 萬美元,總採購預算達 53 億美元,尚不包括發展經費,若僅採購 100 枚,成本增至 1,800 萬美元,總預算為 22 億美元。[2]
AGM-183 在 2022 年進行 3 次試射都成功,然而今年 3 月測試卻失敗,因此傳出美國空軍對此型武器發展進展不滿意的訊息。美國空軍採購助理部長杭特(Andrew P. Hunter)在致眾院武裝部隊委員會信函中表示,將停止採購計畫,僅保留部分經費以利結束測試並搜集相關數據。不過 4 月時空軍部長肯德爾(Frank Kendall)在眾院武裝部隊委員會作證時指出,美國空軍仍在等待測試結果,確定其是否符合空軍需求,雖然仍對 AGM-183 發展進度不滿,但態度已有軟化。[3] AGM-183 仍有其優勢,例如其射程可達1,000 公里,HACM 則為 500 公里。雖然美國空軍暫緩採購,但軍方認為,累積此種經驗至關重要。
二、發展計畫轉向「進氣式」極音速武器
美國空軍雖然暫停 AGM-183 的採購,但仍支持「極音速武器」研究,並將重心轉向其他發展計畫,即「極音速攻擊巡弋飛彈」。其前身是美國 DARPA 的「極音速進氣式武器概念」,使用超燃衝壓發動機推動,屬「衝壓發動機」(ramjet)的一種,但超燃衝壓發動機 的進氣在進入發動機時,仍保持超音速狀態,使載具能達到更高的 飛行速度。美國也在 2020 年與澳洲合作建立「南十字整合飛行實驗」 (Southern Cross Integrated Flight Research Experiment, SCIFiRE)夥伴關係,共同研究「極音速飛彈」原型,這也成為 HACM 的基礎。[4]
HACM 比AGM-183 更小,可以掛載於更多種類的飛機上,例如戰機,而 AGM-183 僅能由轟炸機發射。[5]另外,美國空軍在衝壓發動機的技術更為成熟,未來有更多發展潛力。預計 2024 會計年度, 將投注 3.8 億美元用於發展 HACM。[6]
三、美國空軍極音速計畫面臨問題
美國作戰測評辦公室主任( Director of Operational Test and Evaluation, DOT&E)2023 年 1 月出版的年度報告指出,美國空軍的AGM-183 計畫跳過典型的測試步驟,問題包括飛行操作測試未經測試計畫同意、容易受網路破壞、面臨測試範圍不足風險、缺乏正確評估武器的模式模擬能力,以及彈頭測試落後。因 AGM-183 是快速原型製作,並加快試射程序。AGM-183 是「助推—滑翔式」武器, 使用固體火箭推進,滑翔式彈頭由飛行器與防護罩組成,由 B-52 上發射,可提供「距外打擊」(stand-off)能力,摧毀地面的固定式、高價值、急迫性目標。AGM-183 並不單純依靠彈頭的高速,而是彈頭本身的效能,其殺傷力測試正在進行中。由於高速飛行的空氣摩擦會產生高溫,需要能保護前端電子系統的材料,洛馬正在研究更輕的結構,可採用更重的彈體、或飛行更遠距離。
但該報告指出,AGM-183 尚未展示其具備作戰能力,空軍也無法模擬其性能,妨礙對其預期作戰有效性的風險評估,例如,可否 突破敵方預警系統、地面防空飛彈、或是防砲,另也包括網路威脅。若要讓計畫重回正軌,應遞交經核可的整合式主測試計畫及操作展 示計畫,驗證模型與模擬工具,以模擬及評估其性能、評估 AGM- 183 的生存力。[7]
參、趨勢研判
美國空軍雖取消 AGM-183 採購,但仍進行其他極音速武器與載具的發展計畫,美國國防部在 2024 會計年度要求 110 億美元發展極音速相關技術,以避免在此領域落後中、俄。然而為加速發展極音速武器,發展過程跳過正常武器研發及採購程序,導致 AGM-183 失敗,美國國會已呼籲重新調整程序,以使研發計畫順利推動。
一、中俄部署極音速武器迫使美國加速發展計畫
中共及俄羅斯均投入大量資源發展極音速武器計畫,美國國會議員擔心美國在部署極音速武器上努力不夠。中共已公開示東風 17 飛彈,屬一種推進—滑翔武器,使用助推火箭推升至大氣層外後, 其具有「乘波體」(WaveRider)氣動力外型,藉壓縮升力及震波在大氣層邊緣「滑翔」,被稱為「錢學森彈道」,東風 17 的速度可達 7 馬赫,可用於攻擊美國在印太地區的空軍基地,在其讓部署的戰機起飛前即使機場無法運作,而且很難攔截;俄羅斯也發展匕首、鋯石、先鋒及研發中的 Kh-95 等極音速飛彈,在俄烏戰爭中顯示,俄大量運用極音速飛彈打擊烏克蘭重要軍事目標。美國在發展與部署極音速武器上已落後中、俄,因此在極音速武器發展上,已感受其急迫性。
二、美空軍對極音速武器尚有疑慮
美國空軍部長肯德爾對ARRW 計畫一直存有疑慮。但ARRW 計畫是對中共及俄羅斯部署極音速武器的回應,因此在國會授權下, 跳過或簡化正常的行政程序。美國空軍在 2022 年 2 月時,利用兵棋推演、演習及分析來試圖回答空軍部長肯德爾的質疑。肯德爾認為, 美國並不需要因為中國發展東風 17 飛彈,就必需生產同樣的武器。要穿透敵人防空網仍有其他方式。而美國空軍主要任務是阻止與擊 敗敵人的侵略行動,不論這目標是在通過台灣海峽的艦艇或向烏克 蘭行進的車輛,美國空軍需要的是能對付移動目標的武器。[8]
美智庫「 戰略暨國際研究中心」( Center for Strategic and International Studies, CSIS)研究認為,「極音速武器」在衝突初期仍有其價值,例如打擊具時間敏感性目標、關鍵指揮管制節點、防空系統等,對以混凝土加固的地下設施,也有穿透效果,但美國需採取更多措施,加強偵測、追蹤與攔截極音速武器的能力。[9]
三、美空軍仍支持極音速計畫發展
美國空軍雖然打算取消 AGM-183 採購計畫,但仍持續推動 HACM 的發展。另外,美國空軍也在 2022 年開始推動「混亂計畫」(Project Mayhem)目的在發展一種使用進氣式超燃發動機,執行打擊及情監偵任務,但「混亂計畫」似乎不是要發展一種「可消耗」的平台,而是可重覆使用的極音速飛行載具。
除此之外,陸軍及海軍的推進—滑翔概念武器也仍在推動中。美國陸軍的「長程極音速武器」(Long-Range Hypersonic Weapon, LRHW)計畫,也是一種推進—滑翔飛彈,其射程達 2,770 公里 ( 1,725 哩 ), 使用兩級火箭推進。 海軍「 傳統快速打擊」 (Conventional Prompt Strike, CPS)武器,即為海軍版的LRHW,使用相同的推進火箭, 以及相同的「共通極音速滑翔」( Common Hypersonic Glide Body, C-HGB)彈體,預計可達5 馬赫或更快速度, 使其難以被飛彈攔截,空軍在 2020 年 2 月取消的HCSW 計畫,原即LRHW 的空軍版。美國空軍取消 AGM-183 後,在極音速滑翔武器上,可能轉向與陸軍及海軍合作。
陸軍LRHW 將由發射車發射,海軍CPS 武器則將配備在桑瓦特級驅逐艦(Zumwalt-class destroyer, DDG 1000)上。[10]這將是美國海軍第 1 艘配備「極音速飛彈」的水面艦。桑瓦特級驅逐艦上的先進火砲系統將會拆除,改裝「極音速飛彈」發射器,除保持艦體結構不變,也不會影響航行穩定性。該發射器是海軍俄亥俄級戰略潛艦戰斧巡弋飛彈發射系統(Multiple All-up Round Canisters,MAC)的衍生型。海軍未說明將裝置幾枚飛彈。C-HGB 彈體為陸軍與海軍通用,在「聯合全領域指揮管制」架構的支持下,可提升其長程打擊能力。
[1]“US Air Force Drops Lockheed Hypersonic Missile after Failed Tests,” Defense News, March 30, 2023, https://www.defensenews.com/air/2023/03/30/us-air-force-drops-lockheed-hypersonic-missile-after- failed-tests/.
[2]“CBO Estimates $15-18 Million Cost Per ARRW Hypersonic Missile,” Air & Space Forces Magazine, February, 2023, https://www.airandspaceforces.com/cbo-estimates-15-18-million-cost-per-arrw- hypersonic-missile/.
[3]“Air Force Cracks Open Door on Hypersonic ARRW, Weeks after Indicating It was Shut,” Breaking Defense, April 28, 2023, https://breakingdefense.com/2023/04/air-force-cracks-open-door-on- hypersonic-arrw-weeks-after-indicating-it-was-shut/.
[4]“Raytheon Wins Hypersonic Attack Cruise Missile Contract,” Air & Space Forces Magazine, September 22, 2022, https://www.airandspaceforces.com/raytheon-wins-hypersonic-attack-cruise- missile-contract/.
[5]“It’s Official: ARRW Is Done When All-Up Tests Conclude. What’s Next?” Air & Space Forces Magazine, March 30, 2023, https://www.airandspaceforces.com/arrw-program-end-whats-next/.
[6]“Failed Hypersonic Test Dims Air Force View of Lockheed Missile,” Defense One, March 28, 2023, https://www.defenseone.com/technology/2023/03/failed-hypersonic-test-dims-air-force-view- lockheed-missile/384530/.
[7]“Hypersonic ARRW Missile Criticized for Lack of Test Plan,” Air & Space Forces Magazine, January 27, 2023, https://www.airandspaceforces.com/hypersonic-arrw-missile-criticized-for-lack-of-test- plan/
[8]“What Should be the United States’ Next Move on Hypersonic Tech?” Defense News, Mar 14, 2022, https://www.defensenews.com/air/2022/03/14/what-should-be-the-united-states-next-move-on- hypersonic-tech/
[9]“Complex Air Defense: Countering the Hypersonic Missile Threat,” CSIS, February 2022, https://www.csis.org/analysis/complex-air-defense-countering-hypersonic-missile-threat
[10]“The U.S. Army’s Long-Range Hypersonic Weapon (LRHW),” Congressional Research Service, March 31, 2023. https://crsreports.congress.gov/product/pdf/IF/IF11991.