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u.s.navy的网易博客

莫斯科不相信眼泪

 
 
 

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不一样的“蓝”--美军太空战场建设  

2007-04-12 13:46:09|  分类: 装备科技D |  标签: |举报 |字号 订阅

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  浩瀚的太空曾经是那样神秘,那是一个产生诗情与申花的地方。1975年10月4日,苏联成功发射首颗人造地球卫星,人类社会从此进入太空时代。太空不再神秘,也不再平静。60年代的美国总统肯尼迪曾经说过一句名言:“谁控制了太空,谁就控制了地球。”正是在这一思想指导下,美苏进行了三十余年的高强度太空竞赛。如今,太空正在成为争夺和保持制信息权的制高点。确立空间优势,是未来战争制胜的关键因素。太空不再是诗与神话的发源地,它正在成为一个战场,发生在太空的战争在所难免……

  太空战场及空间力量的建设,实在是太重要了,需要做许许多多的事情,这其中,进行概念和理论上的研究是不可缺少的。发展系统的空间作战理论,对于夺取未来战争中的制天权,赢得整个战争的主动权,具有十分重要的意义。

  1996年,美国空军的一些专家最早提出“空天军”的概念,他们认为:空军将来会转变成为航空航天军,并最终转变成航天航空军。2000年4月,美国空军发表了题为《航空航天军——保卫21世纪的美国》的白皮书,进一步阐述了建立航空航天军的设想。这本白皮书产生了相当大的影响。“空天军”观念在美国的盛行,与一位参议员的鼓动密切相关。他叫鲍勃?史密斯,新罕布什尔州人士。他从1998年开始,在国会极力游说,空军要启动向航空航天军的转型,甚至使用部分空军经费组建独立的天军。为此,美国国会成立了专门委员会,讨论空天军的可行性。2001年,该委员会认为,成立空天军的想法还没到时候,也没有足够的理由。2002年,鲍勃?史密斯失去了竞选下届参议员的提名,空天军的提法在美国开始降温。2002年,美国空军放弃使用“空天”(aerospace)一词,重新回到“航空与航天”(air and space)的说法。美国空军参谋长对此的解释是:“空天”(aerospace)一词无法对航空环境和航天环境下的物质和文化差异做出恰当的反映,我们要尊重这样一个事实,航天有它自己的环境,也有它自己的准则。笔者认为美军做出的概念调整是有现实意义和科学根据的,本文的目的就是希望起到抛砖引玉之作用。

看不见的界线

  在茫茫宇宙中看我们生存的地球,呈现出明亮的蓝色,这是地球区别于其它行星的主要特征。因为地球表面覆盖着大量的水,以及在地球引力作用下大量气体聚集在地球周围形成厚厚的大气层。大气层有多厚呢?在距地面2000~3000千米的高度.气体密度达到每立方厘米一个微观粒子的水平,接近星际气体密度的程度,所以这个高度看作是大气层的外边界。

  正像人们认为的那样,大气无论是在垂直方向还是水平方向,都是无缝衔接的,因为气体属于“弥漫物质”。但是,大气中气象要素的分布是不均匀的,世界气象组织将大气分成对流层、平流层、中间层、热层四个层次。对流层最低,底界就是地面,顶界高度在中纬度地区为10~12千米,它是目前最重要的航空空间。平流层位于对流层之上,顶界高度约为50~55千米。由于温度变化不大,也叫同温层,目前人类已经对它的底层(25千米之下)进行了开发,但对其上层的开发还很少。中间层位于平流层之上,顶界高度约为80~85千米。这一层气温可降至-100℃左右,并且有相当强烈的垂直运动。热层位于中间层之上,空气密度很小,气温随高度升高而普遍上升,在太阳紫外线和宇宙射线的作用下,氧分子和部分氮分子被分解成原子状态,故也叫电离层,瑰丽的极光是这个空间常见的风景。在热层中有两个电离程度相对较强的层次,一个是E层,位于100~120千米的高度;另一个是F层,位于200~400千米高度。在热层的上部(约800千米之上),由于大气已极其稀薄,受地球引力作用小,因而大气质点不断向星际空间逃逸,也被称为逃逸层。

  上述层次是根据大气的物理特征划分的。依据人类目前开发和利用空间的技术现状,也可以对地外空间进行层次划分。按照目前的航天技术水平,航天器能够保持在空间围绕地球自由飞行的最低高度约为100~120千米(即E层的位置),这个高度被称为临界轨道高度。低于临界轨道高度被视为航空空间;高于这个高度的空间就是航天空间、航宇空间,被称为“太空”。在太空中,从临界轨道高度(100~120千米)到1000千米(有人定为500千米)的空间,叫做近地轨道空间。近地轨道空间对于军事航天具有特殊意义。军事航天器部署在这个空间,能够很方便地探测敌方目标的活动,并对敌方目标实施软打击或硬摧毁。近地轨道空间将是未来太空战的主要战场。

  “太空”与“航空空间”是人为划分的,它们之间不像大海与陆地那样,有一个明显的交界面。但是,这并不意味着两者可以混为一谈。在这两个不同的空间里,大气介质表现出极大的物理差异,可以说有着本质上的不同,这是由量变到质变的结果。两者之间实际存在着一条看不见的界线。对流层和平流层包含了大气质量的99%以上,而中间层以上的各层大气仅包含了不到1%的空气质量。在120千米的高度上,大气密度小到了连声波都难以传播的程度。大气质点不再以分子的形式存在,而是以原子的形式存在。在370千米的高度上,大气密度仅相当于地面的一千亿分之一。

  近地空间是一个近似于真空状态的空间。近地空间的颜色不再是蔚蓝色,而是黑洞洞背景下透出的蓝色反光,流行色专家们将其称为“宇宙蓝”。“蔚蓝”和“宇宙蓝”是两种不一样的“蓝”。两种不同的色块,直观地反映出航空与航天在技术环境上的差异。

不同的技术原理

  迄今为止,人类发明的大多数装置都体现了这样一个基本规律:技术环境决定技术原理。海面上游弋的舰船必须要有一个比重小于海水的船体.并且依靠螺旋桨产生的水动力而运动;地面上奔驰的汽车则要依靠轮子克服地面摩擦力前进。航空器与航天器由于所处的技术环境不同,使得它们的技术原理存在巨大差异。

  航空器大多在稠密大气中活动,克服地球引力实现飞行,依靠的是空气的静升力或动升力。飞艇、气球靠静升力飞行,飞机、直升机靠动升力飞行。大多数航空器是有动力的,而且多数属于吸气式。航天器在真空或近似真空的环境下运行,它们克服地球引力的方法不是依靠升力,而是依靠高速环绕飞行所产生的惯性离心力。航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度,叫环绕速度,也叫第一宇宙速度,其数值是7.9千米/秒。航天器在距离地表数百千米以上空间运行时,地球引力比在地面要小,故其速度也略小于7.9千米/秒。将航天器送到100千米以上的高度,需要极大的能量,目前航天器所采用的动力装置是火箭发动机。而火箭发动机要同时携带氧化剂和燃烧剂,其效率比航空动力低得多。据统计,每磅(1磅=0.454千克)航天任务载荷的发射成本高达1万美元左右。另外,大多数在轨的航天器仅具有微小的控制姿态的动力,即便是航天飞机,在空间的机动能力也非常有限,并不是像科幻电影里描述的那样,可以随意变轨飞到太空的任何地方。总之,由于技术环境不同,航空器与航天器在技术原理上存在很大的差异,机械地要求航空技术与航天技术实现“一体化”和“融合”是不现实的。

  “空天技术-体化”的提法始于空天飞机的研制计划,空天飞机计划则是由高超声速技术发展而来的。1986年美国启动了“东方快车”计划,后来演变成“国家空天飞机计划”(NASP);英国空天飞机项目是“霍托尔”计划,德国有“桑格尔”计划,俄罗斯、日本等也都有自己的空天飞机计划,美国后来又提出“超翱翔”计划。笔者认为:依据空天飞机得出“空天技术一体化”的结论,在逻辑上不够严密。其一,空天飞机的核心技术是高超声速技术和超燃冲压发动机技术,它们是地地道道的航空技术,不应该看成是“空天融合”技术。其二,“桑格尔”等两级入轨的空天飞机是在到达平流层后,再进行任务载荷的入轨发射,更像是一次空基的航天发射,是两个环节的融合,而不是技术的一体化。其三,目前多数空天飞机方案并没有达到临界轨道高度,极富创意的“超翱翔”方案的最大高度只有70千米左右,是在中间层。其四,空天飞机目前还处在概念设计阶段,以此作为前瞻性的判断依据,是否有点草率了?其五,在历史上有很多“变形金刚”式的武器设想,比如水陆两栖坦克、飞行汽车等,它门中有些取得了成功,但因为要融合两种介质中的技术原理,使其效率和性能受到影响,并没有成为装备发展的主流。

  所谓的“空天飞机”(包含没有达到临界轨道高度的飞行器),是一种发展前景广阔的飞行器,它将使人类实践范围扩大到以前很少涉及的平流层上部和中间层,其军事意气非同寻常,上可制天,下可制空、制海、制陆,弥补了大气空间军事应用的一个空白。但是空天飞机所依靠的支撑技术,如高超声速技术、稀薄空气动力学技术、超燃冲压技术等都还属于航空技术范畴,是航空技术的一个发展方向而已,不应该将其看作空天技术融合的一个范例,更不应该造成“航空技术正在过时”的错觉。

“天军”还是“空天军”

  马克思主义认为,技术决定战术。几千年的战争史表明,技术发展推动了武器装备的更新,进而带动了战争空间的不断拓展。航天技术的发展正在把战场疆域扩展到外层空间,使太空成为重要战场。空间军事优势,是未来战争制胜的关键优势。因此,建设一支专门的空间军事力量,是军队编制发展的必然趋势。

  空间作战力量的使命,应专注于太空的军事利用与开发,着力于制天权的争夺与保持,并同陆、海、空、电等其它军事力量形成一体化的联合作战能力。这将是一支凭借航天技术与尖端空间武器系统来执行空间军事任务的高技术部队。从力量构成上,应该包含航天发射部队、航天测控部队、空间监视/火力打击部队和军事航天员部队等四种基本力量。

  空间作战力量的名称,应该叫做“太空部队”或者是“天军”、“天兵”。“天军”似乎更为传神,也更有气势。至于这支部队是一个独立的军种,还是一个隶属于统帅部或某军种下的兵种,则要根据各个国家的总体军事战略、编制特点及历史沿革等因素来确定。

  早在1961年,苏联就成立了空间防御司令部,直属最高统帅部。1972年,苏联开始部署A-135战略反导系统,并由防空军指挥。1992年俄罗斯组建了直属国防部的军事航天部队,负责航天发射、测控,以及反导、反卫星和卫星防御的指挥控制。1997年,俄军将军事航天部队和防空军中的导弹太空防御指挥部合并到战略火箭军。2001年,俄军又将这两支力量从战略火箭军分离出来,成立直属于国防部的独立兵种―太空部队。1979年10月,美国组建了北美航空航天防御司令部。1980年代初,美军相继组建了空军航天司令部、海军航天司令部、陆军导弹防御司令部和海军陆战队航天机构。1985年,美国组建了航天司令部,它是美军9大联合司令部之一,负责对各军种的空间军事力量实施作战指挥。由此可见,天军的力量建设,美、俄两个国家的思路并不相同,但两国的军事航天部队都不是从哪个军种中自然派生出来的。

  综上所述,鉴于航空器与航天器在技术环境、技术原理上存在巨大差距,空军必然演变成为“空天军”的论点,缺乏逻辑支持。“天军”是必要的,但应该是在现有航天技术部队基础上发展壮大起来。当然,空军的活动空间必须向更高的大气空间拓展,因为,平流层上部和整个中间层,目前还是军事应用的空白,也是空军施展拳脚的所在。

怎样实现“空天融合”

  “空天一体”或“空天融合”是一个非常重要的概念。如果把它理解成技术上的一体与融合,是片面的,也是不准确的,因为航空与航天之间的技术环境、技术原理差别太大,根本无法达成一体与融合。如果将其理解成能力上的一体与融合,则符合信息化战争中联合作战的思想,也体现了系统对抗的基本要求。一体化联合作战必将取代合同性联合作战,并成为信息化战争的基本作战形式。一体化联合作战就是通过信息的高度融合,实现指挥控制一体、作战力量一体、作战平台一体、多维战场一体和作战保障一体。美国空军对“空天一体”的解释是:“把空中和空间的能力协调成为全谱的空天部队,并提高联合部队作战能力的一系列行动。”可见,“空天一体”讲的是如何协调地使用空中力量和空间力量。“空天一体”、“空天融合”仅仅是指联合作战的重要形式之一,除此之外,还有“空地一体”、“空海一体”等等。



  实施“空天一体战”,首先要保证空天信息的高度融合和彼此支持。这一点,通过先进的技术手段已经得以实现,并在近年来的几次高技术战争中,发挥了极其重要的作用。

  在火力一体化方面,以卫星、空间站、飞船等太空平台为载体的空间武器,目前主要以敌方的军用航天器为攻击目标。有几种武器业已开始部署,而对空中目标、地面目标的空间武器尚处在概念研制阶段。美国的轨道轰炸机方案将可能成为第一种以天制空、以天制地的太空火力平台。以空制天的机载空间武器近年来发展迅速:美国机载反卫星导弹最大射程达到1150千米,对低轨道卫星具有较强的攻击力;美国以波音747为平台的机载激光武器系统ABL,已接近实战水平。

  在作战平台一体化方面,要实现“空天一体”还需要一个相当长的过程。这是因为:从平流层上部到热层底部的广阔空间,目前还没有合适的飞行平台,这个空间的军事应用还处在空白阶段。平流层的上部、中间层、热层的底部,空气极为稀薄,大气的物理形态变化急剧,环境十分复杂,对飞行原理和动力装置有许多特殊要求,要实现自由飞行,诸多关键技术有待解决。但发展适合于这个空间的技术及装备,不仅对于实现“空天一体”,而且对全面提升联合作战的水平,都具有十分重要的意义。空天飞机的概念,将为这个空间的军事开发和利用,提供重要的解决办法。

  遥望蓝色的天空,和平而宁静。善良的人们在凝视着它,战争的恶魔也在凝视着它。战争不消亡,对战争的思考就不会终止。太空太重要了,太空也太复杂了,对它的研究需要更多的理性与智慧。

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