高超音速武器：国会的背景和问题2021 年 8 月 25 日更新国会研究服务https://crsreports.congress.govR45811 概括高超音速武器：国会的背景和问题自 2000 年代初以来，美国一直积极开发高超音速武器——飞行速度至少为 5 马赫的机动武器——作为其常规快速全球打击计划的一部分。近年来，美国一直致力于开发高超音速滑翔飞行器，在滑翔到目标之前从火箭发射，以及在飞行过程中由高速吸气发动机提供动力的高超音速巡航导弹。作为副主席参谋长联席会议和前美国战略司令部司令约翰·海滕将军表示，这些武器可以“针对远程、防御和/或时间紧迫的威胁[例如公路机动导弹]当其他力量不可用、被拒绝访问或不被首选时。”另一方面，批评者认为高超音速武器缺乏明确的任务要求，对美国军事能力的贡献很小，并且对于威慑来说是不必要的。过去，高超音速武器的资金相对有限；然而，五角大楼和国会都对高超音速系统的开发和近期部署表现出越来越大的兴趣。这在一定程度上要归功于俄罗斯和中国在这些技术方面的进步，这两个国家都有许多高超音速武器计划，并且可能已经部署了可操作的高超音速滑翔飞行器——可能配备核弹头。与俄罗斯和中国的高超音速武器相比，大多数美国的高超音速武器并不是为与核弹头一起使用而设计的。因此，与中国和俄罗斯的核武器系统相比，美国高超音速武器可能需要更高的精度，并且在技术上更具挑战性。五角大楼 2022 财年高超音速研究的预算要求为 38 亿美元，高于 2021 财年的 32 亿美元。导弹防御局还要求 2.479 亿美元用于高超音速防御。目前，国防部 (DOD) 尚未建立任何高超音速武器的记录计划，这表明它可能尚未批准该系统的任务要求或长期资金计划。事实上，正如高超音速首席主任（负责研究和工程的国防部副部长办公室）迈克怀特所说，国防部尚未做出购买高超音速武器的决定，而是正在开发原型以协助评估潜在的武器系统概念和任务集。当国会审查五角大楼的美国高超音速武器计划计划时，它可能会考虑有关高超音速武器的基本原理、预期成本及其对战略稳定和军备控制的影响的问题。潜在的问题包括：高超音速武器将用于哪些任务？高超音速武器是执行这些潜在任务的最具成本效益的手段吗？它们将如何被纳入联合作战条令和概念？鉴于缺乏对高超音速武器的明确任务要求，国会应如何评估高超音速武器计划的资金申请或高超音速武器计划、支持技术和支持测试基础设施的资金申请的平衡？加速对高超音速武器、使能技术或高超音速导弹防御方案的研究是否必要且技术上可行？如果有的话，高超音速武器的部署将如何影响战略稳定性？是否需要采取降低风险的措施，例如扩大新裁武条约、谈判新的多边军备控制协议或开展透明度和建立信任活动？国会研究服务R458112021 年 8 月 25 日凯利 M.塞勒先进技术和全球安全分析师 高超音速武器：国会的背景和问题内容简介 1背景2美国 4程序 4基础设施 10俄罗斯 12节目 12基础设施 14中国 14程序 15基础设施 16国会议题 18任务要求 18资金和管理注意事项 18战略稳定性 20军备控制 21数字图 1. 弹道导弹与高超音速滑翔飞行器的地面探测对比 3图 2. Avangard 13 的美术师渲染图 3. 凌云一号高超音速巡航导弹原型 16表表 1. 美国高超音速武器 RDT&E 资金汇总 9表 A-1。国防部高超音速地面测试设施 22表 A-2。国防部露天靶场 23表 A-3。国防部移动资产 23表 A-4。 NASA 研究相关设施 24表 A-5。能源研究相关设施部 24表 A-6。工业/学术研究相关设施 24附录附录。美国高超音速测试基础设施 22联系人作者信息 25国会研究服务 高超音速武器：国会的背景和问题国会研究服务1介绍自 2000 年代初以来，美国一直积极开发高超音速武器，作为其常规快速全球打击 (CPGS) 计划的一部分。1近年来，它把这些努力集中在用于地区冲突的短程和中程高超音速滑翔飞行器和高超音速巡航导弹上。尽管过去这些项目的资金相对有限，但五角大楼和国会都对高超音速系统的开发和近期部署表现出越来越大的兴趣。部分原因是俄罗斯和中国在这些技术方面取得了进步，导致美国更加关注高超音速飞行带来的战略威胁。开源报告显示，中国和俄罗斯都对高超音速滑翔飞行器进行了多次成功测试，并可能具备作战能力。专家们不同意竞争对手的高超音速武器对战略稳定性和美国军队竞争优势的潜在影响。尽管如此，前国防部研究与工程副部长 (USD[R&E]) 迈克尔·格里芬向国会作证说，美国“没有能够以相应的方式使 [中国和俄罗斯] 处于危险之中的系统，我们不'没有针对 [他们的] 系统的防御措施。”2虽然约翰S. McCain 2019 财年国防授权法案 (FY2019 NDAA, PL 115-232) 加速了高超音速武器的开发，USD(R&E) 将其确定为优先研发领域，美国不太可能部署系统在 2023 年之前。然而，与俄罗斯和中国的高超音速武器计划相比，大多数美国高超音速武器计划并不是为与核弹头一起使用而设计的。3 因此，与中国和俄罗斯的核武器系统相比，美国高超音速武器可能需要更高的精度，并且在技术上更具挑战性。除了加速高超音速武器的发展外，2019 财年国防授权法案第 247 条要求国防部长与国防情报局局长协调，对美国和对手的高超音速武器计划进行分类评估，其中包括以下要素：(1)对美国和对手在此类技术上的支出的评估。(2)对此类技术研究的数量和质量的评估。(3)对支持此类技术的测试基础设施和劳动力的评估。(4)对美国和对手在此类技术上的技术进步的评估。(5)对此类技术的操作部署时间表的描述。1有关详细信息，请参阅 Amy F. Woolf 的 CRS 报告 R41464，常规快速全球打击和远程弹道导弹：背景和问题。2美国国会，参议院军事委员会，“迈克尔·格里芬的证词”，新的听证会应对新兴威胁的技术，2018 年 4 月 18 日，https://www.armed-services.senate.gov/imo/media/doc/18-40_04-18-18.pdf。3直到最近，人们才相信美国正在考虑发展核武器高超音速武器。然而，自那以后被撤销的空军征集会寻求“可以支持 [a] 高超音速滑翔到洲际弹道导弹射程的热保护系统”的想法。高级国防官员对撤销的新闻报道作出回应，称国防部“仍然致力于高超音速的非核作用。”参见史蒂夫·特林布尔，“美国空军错误地揭示了对洲际弹道导弹射程高超音速滑翔飞行器的研究”，航空周刊，2020 年 8 月 18 日，https://aviationweek.com/defense-space/missile-defense-weapons/usaf-errantly-reveals-research-icbm-range- hypersonic-glide。 高超音速武器：国会的背景和问题国会研究服务2(6)评估对手使用此类技术的意图或意愿。 4该报告于 2019 年 7 月提交给国会。 同样，2019 财年 NDAA 第 1689 条要求导弹防御局局长就“如何加速高超音速导弹防御以应对新出现的高超音速威胁”提出报告。5这些报告的调查结果可能对国会的授权、拨款和监督产生影响。以下报告回顾了美国、俄罗斯和中国的高超音速武器计划，根据非机密来源提供有关每个国家的计划和基础设施的信息。它还简要概述了全球高超音速武器研究的发展状况。最后讨论了国会在考虑国防部对美国高超音速技术项目的资金申请时可能会解决的问题。背景一些国家正在开发高超音速武器，其飞行速度至少为 5 马赫（音速的五倍）。6高超音速武器主要有两大类：高超音速滑翔飞行器（HGV）在滑翔到目标之前从火箭发射。7高超音速巡航导弹在获得目标后，由高速吸气发动机或“超燃冲压发动机”提供动力。与弹道导弹不同，高超音速武器不遵循弹道轨迹，可以在前往目的地的途中机动。正如参谋长联席会议副主席和美国战略司令部前司令约翰·海滕将军所说，高超音速武器可以实现“针对远程、防御和/或时间紧迫的威胁的响应性、远程打击选择[例如公路机动导弹]当其他部队不可用、被拒绝进入或不被首选时。”8传统的高超音速武器仅使用动能（源自运动的能量）来摧毁未加固的目标或潜在的地下设施。9由于高超音速武器的速度、机动性和低飞行高度，它们可能会挑战探测和防御。10例如，地面雷达直到武器飞行后期才能探测到高超音速武器。11图1描述了弹道导弹与高超音速滑翔飞行器的陆基雷达探测时间线的差异。4PL 115-232，第 2 节，A 部分，第 II 篇，第 247 节。5PL 115-232，第 2 节，A 部分，第 XVI 篇，第 1689 节。6至少，美国、俄罗斯、中国、澳大利亚、印度、法国、德国和日本正在开发高超音速武器技术。参见 Richard H. Speier 等人，高超音速导弹扩散：阻碍新型武器的传播，兰德公司，2017 年，https://www.rand.org/pubs/research_reports/RR2137.html；和 Mike Yeo，“日本公布了其高超音速武器计划”，《国防新闻》，2020 年 3 月 14 日。7当 HGV 与其火箭助推器配合使用时，由此产生的武器系统通常被称为高超音速助推滑翔武器。8美国国会，参议院军事委员会，“约翰·E·海顿的证词”，美国听证会战略司令部和美国北方司令部，2019 年 2 月 26 日，https://www.armed-services.senate.gov/imo/media/doc/Hyten_02-26-19.pdf。9Richard H. Speier 等人，《高超音速导弹扩散：阻碍新型武器的传播》，第 3 页。 13.10见国防部，2019 年导弹防御审查，https://www.defense.gov/Portals/1/Interactive/2018/11-2019-Missile-Defense-Review/The%202019%20MDR_Executive%20Summary.pdf。11Richard H. Speier 等人，高超音速导弹扩散：阻碍新型武器的传播。 高超音速武器：国会的背景和问题国会研究服务3图 1. 基于地面的弹道导弹探测对比高超音速滑翔飞行器来源：CRS 图像基于“飞行速度超过 5 马赫的滑翔导弹即将到来”中的图像，《经济学人》，2019 年 4 月 6 日，https://www.economist.com/science-and-technology/2019/04/06/比 5 马赫还快的滑翔导弹即将到来。这种延迟检测压缩了决策者评估其响应选项和防御系统拦截攻击武器的时间——可能只允许一次拦截尝试。12此外，美国国防官员表示，地面和当前的天基传感器架构都不足以检测和跟踪高超音速武器，前 USD(R&E) Griffin 指出“高超音速目标比美国通常的目标暗 10 到 20 倍。地球静止轨道上的卫星跟踪。”13一些分析人士认为，天基传感器层——与跟踪和火控系统集成以引导高性能拦截器或定向能武器——理论上可以为未来防御高超音速武器提供可行的选择。14事实上，《2019 年导弹防御评估》指出，“此类传感器利用从太空可见的大面积区域来改进跟踪，并可能瞄准先进威胁，包括 HGV 和高超音速巡航导弹。”15其他分析人士质疑广域高超音速武器防御的可负担性、技术可行性和/或实用性。16 正如物理学家和核专家詹姆斯·阿克顿所解释的那样，“点防御系统，特别是[终端高空区域防御 (THAAD)]，非常有可能适用于处理高超音速导弹。这些系统的缺点是它们只能防御小区域。为了保卫整个美国大陆，你12Bradley Perrett 等人，“美国海军将中国 HGV 视为更广泛威胁的一部分”，航空周刊，2014 年 1 月 27 日。13David Vergun，“国防部加大力度开发高超音速飞机”，国防部新闻，2018 年 12 月