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美国为何要发展穿透型轰炸机 摧毁敌军快速复苏能力

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美国把战略轰炸机分为穿透型轰炸机(Penetrating Bomber)和防区外轰炸机(Stand-Off Bomber),穿透型轰炸机能够突入具有严密防空体系的敌方纵深,摧毁战略目标,防区外轰炸机则不需要实施危险的纵深突防,在敌方防御范围之外使用空射巡航导弹(ALCM)实施打击。

在防区外轰炸机优于穿透型轰炸机的理论背景下,美国甚至出现了基于波音747的携带大量AGM-86巡航导弹载机(CMCA)的方案。

目前,在任何地区都有可靠突防能力的穿透型轰炸机只有B-2。只有在防空体系不甚严密的地区,B-1B才能够实施穿透打击,否则就只能执行防区外作战,而B-52仅能作为防区外轰炸机使用。穿透型轰炸机代价高昂,B-2飞机单价高达9.3亿美元,完成21架飞机生产的整个项目成本高达443亿美元。

在防区外精确打击武器普及化的今天,让昂贵的有人驾驶轰炸机突入危险的敌方纵深区域,似乎是效费比很低的选择,因为使用低成本的防区外轰炸机也能安全地完成纵深打击任务。美国指出,在常规战术任务中,轰炸机能以少量起降架次完成对大量目标的打击任务,但是在这些任务中,只要战斗机和电子战飞机完成了防空压制(SEAD),B-52也能很好地完成任务。那为何美国仍然要投入近800亿美元来发展和采购B-21远程打击轰炸机(LRS-B)呢?若从思维惯性和军种利益的角度判断,很难解释该项目为何会获得美国国防部和国会的支持。如果追本溯源就不难发现,这种选择背后的原因——战略轰炸机是为战略目的而存在的,它的首要任务是核任务。

通过解析美国的核战略和“三位一体”核威慑体系,便可以发现穿透性轰炸机的真实使命所在。

美国的核战略

鉴于苏联在1949年研制成功核武器,美国国务卿杜勒斯在1954年的一次演讲中正式提出“大规模核报复”战略,即一旦与苏联发生战争,就利用核武器规模优势,首先打击摧毁苏联的核能力并进一步大规模攻击苏联的军队和城市,这也就是“第一次抵消战略”。

然而,随着苏联核弹头数量的快速增长,加上苏联在1957年率先试射洲际弹道导弹(ICBM),美国开始认识到“大规模核报复”战略的缺陷,认为需要以优势核力量为基础,发展能够灵活应对不同规模战争威胁的能力,这种战略被称为“灵活反应”战略,并成为美国核战略的基调。

AGM-129(左)与AGM-158(右)的外形对比,注意AGM-158进气口的隐身处理。

20世纪70年代,随着双方核力量的发展和博弈,美苏之间形成了“相互确保摧毁”(MAD)的威慑稳定状态,而且苏联的常规军力发展到了很高的水平。这时,美国发起了“第二次抵消战略”,在装备体系中应用信息技术、隐身技术和精确制导武器,谋求对苏联的常规军力优势。

1981年,美国在“第二次抵消战略”的基础上,进一步确立了有可能“打赢”核战争的思想。为了达到这样的目的,美国政府“三管”齐下:通过与苏联削减战略武器谈判,控制需要面对的威胁规模;提出“战略防御计划”(SDI,即“星球大战计划”),以新技术拦截苏联最为倚重的洲际弹道导弹;大力发展新型战略武器,如“侏儒”机动洲际导弹、B-1B和B-2战略轰炸机以及AGM-129先进巡航导弹。

相应地,美国在这一时期制订了利用多样手段的灵活方案,要求在核战争中首先摧毁苏联战略情报和指挥系统,然后打击战略武装力量(主要是发射井),最后以天基导弹防御系统拦截漏网之鱼的“一次打击,确保摧毁”概念,并强调了发生核战争的可能性。冷战末期,美国老布什政府在制订战略时没有做大的调整,而是根据条约限制和新的形势,提出了打击导弹发射车和苏联领导集团地下掩体的新方案。

从美国冷战时代的核战略演变可以看出,美国既不愿意也不能够相信核威慑总是有效,出于对威慑失败的担忧和掌握主动权的渴望,美国始终希望能够拥有对苏联的“一次打击”能力。

“三位一体”核力量

美国的核力量由发射井部署洲际弹道导弹构成的陆基核力量、核潜艇搭载潜射弹道导弹构成的海基核力量和轰炸机搭载核炸弹以及空射核巡航导弹构成的空基核力量三大部分组成,称为“三位一体”核威慑。

陆基核力量

陆基洲际导弹由于高度大、速度快以及中段目标特征不明显,长期以来难以拦截,但是陆基洲际导弹的生存力却是一块短板,毕竟保持陆基洲际导弹的“二次打击”能力(即在遭遇核打击后的核反击能力)是一门复杂的系统工程。更糟糕的是,陆基洲际导弹也不是一种高效的“一次打击”武器。洲际导弹的发射特征无法躲避天基预警卫星的探测,且需要飞行30~40min,敌方有足够时间下达反击命令。因此,自从《限制中程导弹条约》签订以后,美国仅保留450枚“民兵”III单弹头洲际导弹。这种取舍体现了陆基核力量不是美国最主要的核打击手段。

海基核力量

美国的海基核力量是一种可靠的“二次打击”手段,原因包括美国能自由出入两洋的优越地理条件、美国核潜艇的声学特征较低、“三叉戟”D5潜射导弹连续试射成功和美国弹道导弹核潜艇(SSBN)长期维持高在航率等。

相对陆基洲际导弹来说,潜射弹道导弹可以在敌国附近海域发射,压缩敌方预警时间,但仍然可能引起提前反击,不能算是完全可靠的“一次打击”手段。

空基核力量

战略轰炸机是最早的核武器载具,也是唯一经历过实战的核武器载具。在最初岁月里,战略轰炸机仅有核炸弹可以使用,因此无论有多么危险,轰炸机都必须要穿透敌方防御区抵达目标上空投掷核弹。在冷战开始后很短的时间里,轰炸机飞行包线扩展到Ma3,但是防空导弹技术的发展速度超过了高空高速突防技术,美国不得不终止XB-70高速轰炸机项目。随后,轰炸机发展陷入低谷,但轰炸机的地位却没有丧失,原因在于接到警戒命令的轰炸机,在收到导弹预警后可以携带核弹紧急起飞,从而避免被消灭在地面,且可以在空中等待,视情况再行反击,避免了误判风险,所以它是一种非常有价值的“二次打击”手段。在形势紧张时,派出战略轰炸机24h不间断轮替升空进行警戒巡航,是一种现代威慑方式。

但是,只有把核弹投掷到目标位置,才是有效的核力量。为了实现这一目的,美国采取了多种手段。

一种方式是研制远射程、突防能力强的空射导弹,由轰炸机携带到敌国的防空范围之外发射,导弹飞行到达目标区上空引爆核战斗部。为实现这个目标,首先研制了远程空射巡航导弹AGM-28“大猎犬”,该弹的高空高速突防速度为Ma2,飞行高度为15000m,射程为1200km;低空低速突防时的速度为Ma0.83,飞行高度为300m,射程为600km。这一射程使B-52在芬兰湾外就能威胁到莫斯科,大大降低了轰炸机的突防压力。这款导弹的出现使美国取消了与英国合作研制AGM-87“空中弩箭”空射弹道导弹的计划。AGM-28是防区外轰炸机概念的起源,并在20世纪80年代初由射程2400km的AGM-86B替换服役至今。

另一种方式是由轰炸机搭载配有核弹头的AGM-69近程攻击导弹(SRAM)摧毁沿途的防空系统,帮助载机强行突防。这种方式可以有效摧毁地面防空系统,却无法对付截击机。

第三种方式就是依靠轰炸机本身的能力进行突防,也就是发展穿透型轰炸机。根据美国中央情报局1976年的评估,苏联位于欧洲的领空在12200m高度几乎完全被防空导弹所覆盖;在300m高度时,苏联防空导弹的杀伤区和雷达覆盖范围都大幅下降,覆盖范围收缩为点状;在90m高度,大多数苏联防空导弹的杀伤区都无法覆盖这一高度。而且需要注意,当时苏联的预警机和战斗机雷达都没有下视能力。在这种情况,低空突防切实可行。不过,苏联从20世纪80年代开始大规模装备机载脉冲多普勒雷达,美国的突防手段开始转向采取隐身技术。

穿透型轰炸机的独特作用

确保摧毁

防区外轰炸机具有非常可靠的打击能力。因为其机载巡航导弹可以在远离敌防空体系的地方发射,轰炸机本身不需要承担多少风险,导弹发射时目标特征不明显,预警卫星无法发现,发射后的导弹超低空飞行,如果再稍加应用隐身技术,就极难被发现和拦截。对于早已预定好的核打击目标,使用防区外轰炸机无论是执行“一次打击”还是“二次打击”都有很高的效率。因此,携带巡航导弹的防区外轰炸机被一部分研究者认为在效费比、使用弹性(巡航导弹发射数量)、空中加油依赖程度等方面均优于穿透型轰炸机。在这种背景下,甚至出现了由波音747携带大量AGM-86的巡航导弹载机(CMCA)方案。

但是,如果载机没有达到目标上空,就无法对打击效果进行及时评估(卫星侦察评估时间太长),杀伤链也就无法快速封闭。如果目标区有残存ICBM,就很难阻止其报复。从20世纪80年代开始,出现了一种所有远程打击手段都无法对付的目标,那就是遭遇“一次打击”之后冲出掩体的机动导弹发射车。对于这类目标,无论是侦察卫星还是防区外轰炸机都无法快速发现和识别,也不可能在发射之前摧毁它们。

在这种情况下,穿透型轰炸机是唯一能做到确保摧毁的装备。穿透型轰炸机可以飞临目标上空,及时完成“一次打击”的效果评估,并对未摧毁的关键目标实施补充打击。更重要的是,只有穿透型轰炸机能够利用机载传感器快速发现机动导弹发射车,并立即投掷核武器将其摧毁。

从目前的现实看,区区21架B-2轰炸机很难实现“确保摧毁”的目标,它目前使用B-61核炸弹射程有限,无法打击较远距离上被发现的导弹发射车。回顾20世纪80年代美国军方的核战争构想,可以发现B-1B带有穿透型轰炸机和防区外轰炸机的双重属性,它采用了进气道吸波导流板等隐身技术,并且第一次把数字射频存储器(DRFM)这样一种先进电子干扰技术应用于机载电子战系统,甚至考虑过挂载AIM-54远程空空导弹强行进行突防。计划中,100架B-1B和132架B-2将组成大规模的穿透型轰炸机机队。然而,B-2最终只装备了21架。增加了射程的AGM-131 SRAM II空地导弹原本应是B-2打击导弹发射车的有力武器,但冷战结束后,研制工作即告终止。

“一次打击”的基本过程 

虽然美国从未公开其核战争计划的具体细节,但是通过上述对美国核战略历史发展和“三位一体”核力量体系的分析,仍可推测美国对一个强大对手实施“一次打击”的基本过程。

“一次打击”要求隐藏真实意图,因此,一开始对战略预警卫星发动打击是不可取的,容易触发对方的预警体系。可以首先在网电空间非常谨慎地行动,达到既要掩盖打击行动也要防止本身触发敌方预警的目的。

然后,穿透型轰炸机首先出动,从多个方向侵入敌方纵深,防区外轰炸机严格按照计划的时间和位置发射巡航导弹,使穿透型轰炸机能够在巡航导弹爆炸后立即进入目标区。巡航导弹的打击任务应当包含对领导机关、战略指挥通信设施及其逃生掩体的“斩首”打击,以及对固定ICBM、机动发射车存放掩体、战略轰炸机基地、核武器存储设施的打击。

随后飞入目标上空的穿透型轰炸机将利用机载传感器评估打击效果,搜索正在冲出掩体的导弹发射车,完成补充打击,确保摧毁。当然,发动攻击前,己方攻击型核潜艇(SSN)已成功跟踪敌方的导弹核潜艇(SSBN),在正式攻击行动发起时加以摧毁。

如果上述计划没有完全成功,敌方仍然发射了少量ICBM进行反击,导弹防御体系需要及时发现导弹来袭,并组织多层次的拦截。当消灭敌方“二次打击”能力之时,美国的陆基和海基弹道导弹有可能被用于消灭敌方常规军事力量和工业设施,摧毁其快速复苏的基础。

美国的下一代“一次打击”装备

冷战结束导致美国基本放弃了当时正在研制的“一次打击”装备,另外B-2轰炸机和AGM-129先进巡航导弹(ACM)的产量被大幅削减,后者服役了很短一段时间就宣告退役。

目前,美国的下一代“一次打击”装备项目已经陆续展开。远程打击轰炸机(LRS-B)已经正式选定由诺斯罗普·格鲁门公司为主承包商,并命名为B-21“突袭者”;远程防区外导弹(LRS-O)也正在进行招标工作;新一代的陆基弹道导弹(GBSD)是否会具有不同寻常的突防能力也值得关注。

B-21在进入招标前经过了广泛的讨论,包括战略与预算评估中心(CSBA)等智库讨论了其打击目标和任务使命。根据目前公开的外形图,该机外观与B-2非常接近,确切地说,B-21回归到了B-2提出低空突防要求之前的布局形状。这意味着,B-21要么通过结构和飞控技术的进步,不用像B-2一样增加后缘控制面;要么有足够的信心无需进行低空突防。

从B-2的研制经验看,大型飞翼布局飞机各方向信号特征非常均匀,在不使用低频抑制措施的情况下,雷达截面积(RCS)随频率的变化比“沉默之蓝”(Tacit Blue)的常规布局更平缓。事实上,B-2在整个边缘都使用了很多雷达吸波结构,这种结构能够在涂料无效的频段产生隐身效果。

20世纪80年代中期,美国林肯实验室专门建设了天线宽达45m的大型甚高频(VHF)波段雷达测试场,主要研究苏联VHF波段雷达对巡航导弹的探测能力。因此,可以合理地推测,美国在这之后发展的穿透型轰炸机设计过程中必将进行类似的测试。此外,美国空军曾向国防部提交报告指出B-2的隐身设计对VHF波段雷达有效。结合“B-21隐身能力显著优于B-2”的公开表述,B-21能够对抗敌国预警雷达的可能性颇高。如果隐身能力达到了这个水平,B-21就可以在高空飞行,从而降低油耗;加上更大的展弦比,B-21可以在保证航程/载荷等指标的同时尽力缩小飞机尺寸和重量,从而降低成本。

很明显,LRS-O防区外导弹将成为AGM-129的继任者。为了让载机能在具备“反介入/区域拒止”(A2AD)能力的对手防区外发射导弹,LRS-O的射程必须与AGM-129相当,达到3700km量级。AGM-129的隐身技术已经落后,LRS-O很可能会参考AGM-158导弹的大倾角弹体截面、带锯齿平贴进气口和较大掠角的弹翼,当然尺寸会比AGM-158大。

目前,美国空军已经意识到摧毁较远距离上时敏目标的重要性,准备承担这一任务的高速打击武器(HSSW)项目已进入演示验证阶段。其中,吸气式和助推滑翔两种概念均由洛克希德·马丁公司负责开发。借助现有的末端精确制导技术,HSSW可能不再需要像AGM-131一样装备核战斗部来猎杀导弹发射车。

结束语

通过本文的分析可以看出,美国不惜重金投入,坚持发展穿透型轰炸机,主要原因是其核战略追求对强大对手的“一次打击”能力,而穿透轰炸机是确保摧毁敌方“二次打击”能力不可缺少的手段。新美国安全中心(CNAS)等智库重提对手的核力量,特别强调敌方用核武器抵消美军常规军备优势的可能性,呼吁在“第三次抵消”战略中重新重视核武器,这一点非常值得注意。对其他国家来说,应根据自身战略需求选择是否发展这类装备,例如俄罗斯从确保核威慑有效性出发,认为发展穿透型轰炸机有其必要性。                

(张文宇,中国航空工业成都飞机设计研究所)

版权声明:原文刊载于《国际航空》2017年第1期。欢迎分享,请注明出处。

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