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美軍新項目提升超音速武器實際性能
RATTLRS項目將拓展超音速武器的平台適用性，可適應空中（戰鬥機或轟炸機），水麵（軍艦）以及水下（潛艇）等多種發射平台。美軍將嚐試用戰鬥機試射高超音速導彈。
一個正在進行的驗證性技術項目可能幫助美國軍方開發出更先進的超音速武器。時敏目標遠程打擊創新方法簡稱為RATTLRS，這項技術將大大拓展高速飛行領域的想像空間，提升超音速武器的實際性能。
是一個技術驗證項目
RATTLRS（時敏目標遠程打擊創新方法）實際上是一個技術驗證項目而不是一個武器研發項目。
RATTLRS是“國家航空航天倡議”（NAI）計劃的一部分。作為這項倡議的實際舉措，人們希望看到有更多高精尖的技術能應用到超音速飛行器上。RATTLRS還是一個多方合作的項目，參與其中的包括美國海軍、空軍、美國宇航局以及其他一些政府機構。
這個項目包括兩個重要的組成部分。第一個，是飛行論證子項目，其中包括概念研究，產品設計，研發，加工製造以及最後的飛行器測試。RATTLRS飛行論證子項目的目標就是實施至少三次飛行實驗，第一次就初步定在研究合同簽訂之後的第36到第38個月的時候，飛行實驗結束預計是在第48個月左右。
第二個重要組成部分是技術研發子項目，該部分主要是繼續開發和完善未來可能采用的高速飛行技術。更進一步的實驗飛行取決於風險的降低，技術的成熟以及資金的充裕程度。最大的一筆獨立合同可能價值1.75億。驗證部分的花銷是5千萬。在現在的市場上有兩家引擎公司有實力和經驗為RATTLRS提供引擎。
參加試驗的飛行器需要具備的特征
RATTLRS項目的實驗飛行器在大小，重量，以及結構方麵都必須具有發展成為一種戰術性武器係統的潛質，因此，它需要具有以下幾方麵的特征：
它必須采用渦輪發動機作為推進器。
它必須能夠在重力加速度最小為0.25g，一般飛機隻能以接近音速飛行的區域，僅僅依靠渦輪發動機，實現從亞音速到最低3馬赫（3000公裏/小時）的水平巡航速度。
它必須能夠保持3馬赫或者更高一些的巡航速度不少於5分鍾（這意味著大概要飛過250公裏的距離）。
項目成功的意義
令人欣慰的是，飛行論證項目的成果為以下幾個方麵的進步提供了可能：
- 更高的巡航速度（>4 馬赫，即4000公裏/小時）
- 更大的加速度（>0.5g）
- 更長的巡航時間（>15分鍾）和距離（長達1000公裏）
- 針對有效載荷，航程，以及耐受力而進行過最優化設計的飛行器結構
- 經過改良的多重提速機製
- 成本降低
- 更廣泛的平台適用性
基於RATTLRS技術的戰術性武器係統應該實現：
（1）如果是空中發射的，彈體總重不應超過1800磅，其中有效載荷500鎊；
（2）如果是在艦艇或者潛艇上垂直發射的（一般射程較遠），彈體總重不應超過3400鎊（多出來的重量包括從垂直發射井發射所需的配件重量），其中有效載荷750鎊；
另外如果在結構方麵的研究取得了重大進展，也有可能開發一種適合多平台發射的武器。
項目實施過程
美製X-51“馭波者”超音速巡航導彈想像圖
2004年3月1日，海軍研究辦公室把RATTLRS項目正式委托給軌道科學公司，洛克希德-馬丁公司，雷聲公司以及麥克唐納-道格拉斯公司進行研究。這是一份為期五年，不定期交貨、不定量供應（IDIQ）的委托合同，總價值達到1.75億美元。
該項目目前處於第三階段
美國海軍部下屬，位於弗吉尼亞州阿林頓的海軍研究局負責主持這個項目的研究，協助機構包括美國宇航局以及美國空軍。這個項目始於國防部長辦公室提出的“國家航空航天倡議”（NAI）計劃，該計劃致力於開發出成本可以接受的可重複使用高速武器係統。
該項目目前正處於第三階段，項目主管方已與洛克希德-馬丁公司簽約，利用自由工廠（LibertyWorks，正式名稱應該為羅爾斯-羅伊斯北美技術公司，位於印地安那州的印地安那波利斯）提供的渦輪發動機，利用帕爾姆達爾（Palmdale，位於加利福尼亞州）試驗基地，進一步開發成熟的武器係統。擁有和控製著科迪亞克航天發射場的阿拉斯加宇航發展公司也參與了這項工作。
飛行極限速度至少達到3馬赫
目前大多數武器係統都是亞音速狀態下工作的。人們希望，通過飛行測試，采用了RATTLRS技術的武器係統的飛行極限速度最少要達到3馬赫，這已經寫進了2007-2008年度的項目計劃書。“最終的目標是使這種武器係統達到4馬赫的巡航能力。”海軍研究局飛行器與武器係統項目負責人勞倫斯-阿什這樣說。
有一些其他的飛行器也可以超音速飛行，但與它們不同的是，RATTLRS並不需要一個加力燃燒室的推動來實現超音速飛行。阿什說，做到這一點的關鍵技術之一就是新係統在沒有助推器的情況下，僅靠一個渦輪發動機就可以達到馬赫級的飛行速度。
對於一項像RATTLRS這樣適應性很強的技術，使用者可以針對特定任務目標來為武器係統的速度、射程以及燃料消耗量作最優化設計。在超音速模式下，RATTLRS所采用的渦輪發動機是效能最高，巡航速度調節能力最強的引擎。“這種調節能力使它能夠適應不同範圍戰場作戰的需要，”阿什這樣說。
由於可以根據事先設定好的指令，在一定範圍內采用不同的速度飛行，這也讓RATTLRS武器係統與其他隻能以最高速飛行的武器係統很不一樣。RATTLRS武器係統的航速調節範圍從亞音速，1馬赫直到4馬赫。為了實現遠距離攻擊，RATTLRS武器係統可以在一段時間內保持高航速飛行。洛克希德-馬丁公司曾開發出使用噴氣推進技術的D-21無人機，但它隻能按照單一航速飛行。“那並不是一套適應性很強的係統，”洛克希德-馬丁公司的RATTLRS項目負責人克雷格-約翰斯頓這樣說。
按照研發人員的說法，這種武器係統的開發難點往往不在高航速上，而是在適用性方麵。阿什說，真正的戰場情況往往很複雜，需要的不是那種隻能在特定環境使用的武器，而是性能優秀並且容易改裝的武器。
RATTLRS技術的優勢
美國SR-71黑鳥超高速偵察機
適用性和速度都有提升
RATTLRS技術有一係列的特性使得基於這種技術的武器係統在適用性方麵有獨一無二的優勢。除了可以超音速飛行以外，這套係統還可以攜帶不同種類的載荷，可以從不同平台發射。“前線需要無處不在的火力支持。”阿什這樣說。
RATTLRS武器係統的另一個優勢是它的飛行高度很高，這使得敵方很難對它進行攔截。高航速與高空飛行能力的結合使得這類武器係統具有很強的生存能力。不僅如此，敵方雷達係統還很難追蹤到它們的信號。
為了兼顧性能和適用性，研發人員正在努力改進RATTLRS戰術武器係統，使其能夠適應空中（戰鬥機或轟炸機），水麵（軍艦）以及水下（潛艇）等多種發射平台。不同的平台需要不同的設計。比如，戰鬥機平台對於武器係統尺寸的要求比較嚴，因為考慮到要便於攜帶，而轟炸機對這方麵就不太在乎。研發人員還致力於使RATTLRS武器係統能應用到艦船甲板上的垂直發射係統以及潛艇上的垂直或水平發射係統上。
約翰斯頓說RATTLRS的研發團隊必須把這類武器係統設計成可以適用於各種平台的通用係統，所以他們必須把RATTLRS設備想辦法裝進一個21英寸的盒子裏，並正常發揮效能。“這個問題就是我們現在最迫切需要解決的，”他說。“要把這些東西都裝進一個小盒子裏並應用到各種戰鬥平台上，確實很不容易。”
研發人員正在去除或者減少RATTLRS係統中任何新的附件或者在材料、載荷方麵的特殊配置以保證它的通用性。速度與適用性的結合使得RATTLRS具備了遠程打擊能力，成為戰術性任務的首選。它可以在很短的時間內發射升空擊落遠程來襲之敵。靠近攻擊目標的戰鬥機或者轟炸機可以在得到進攻指令後在很短的時間內（利用所裝備的RATTLRS武器係統）對目標進行有效打擊。按照約翰斯通的說法，使用RATTLRS武器係統跟使用戰斧巡航導彈差不多。
對導彈打擊速度的革命性提升
無論是在戰區以內或者以外，RATTLRS武器係統都可以從發射平台上對目標實施迅速打擊，這在今天的戰場上是一項非常重要的功能。在全球反恐戰場上，恐怖分子頭子（價值高的目標）經常東躲西藏，變換位置。目前的技術條件下，導彈從鎖定目標，發射到抵達目標需要幾個小時的時間，而RATTLRS武器係統可以使這一時間段縮短到數分鍾內。“它可以在接到命令2至5分鍾以內發射，”約翰斯頓這樣說。“30分鍾內就可以命中目標。”有了這樣的把握，約翰斯頓說如果有一個恐怖分子頭子打算在某個小山村吃飯，那麽可能還沒能這頓飯吃完，他就會被導彈擊斃。
RATTLRS技術不光給美國軍方提供了一套犀利的快速打擊手段，而且還能完成很多其他方麵的任務，因為這種導彈有一係列優良的特性。比如除了基本的打擊和爆炸摧毀以外，它們還可以鑽入地下攻擊深層目標。
這類武器係統還可以攜帶子母彈。因為RATTLRS技術具有良好的速度調節能力，可以保證子母彈在亞音速或超音速狀態下飛行。據阿什透露，很多大型彈頭都可以采用RATTLRS武器係統投送到指定目標。
RATTLRS技術的應用使得導彈的飛行速度成倍提升，也使得它們的衝擊力更強大。約翰斯頓說將來進行係統開發的時候會把這個因素考慮進去。但是，為防止一些間接的不利影響，他並不願對目前投產的武器係統進行大幅度的改造。他還保證，由於技術進步，RATTLRS武器係統會比舊式的巡航導彈係統精度更高，達到和現有導彈係統同樣的水平。“因為武器係統的精確性是固有的，所以不會間接影響什麽。”約翰斯頓這樣解釋。按照他的說法，RATTLRS一般都會直接命中目標。
阿什說，不同地域不同任務的作戰部隊需要不同性能的武器。而RATTLRS的研發團隊想要用一個產品滿足多種部隊的需求。現成的平台和程序可以讓他們有多種手段引導攻擊武器。RATTLRS武器係統一係列的優點——敏感度高，攻擊威力大，生存能力強，適用平台廣——使得作戰部隊在各種複雜環境中都可以用到它。
在試驗性的武器係統正式列裝部隊之前，它還必須完成所有配套開發，然後由驗收委員會決定它是否真正達到了設計目標。RATTLRS的飛行測試計劃安排了至少三次試飛。飛行測試期間，研發人員還安排了發射前注入飛行數據的測試。這樣，RATTLRS武器係統就必須在試飛區域內完全自主的飛行直到因為燃油耗盡而停下來。
當RATTLRS技術完成開發工作，通過測試之後，驗收方最後會提出關於武器係統的需求，包括導彈型號的具體尺寸和詳細構型。RATTLRS項目的開發團隊的初衷並不是開發一套直接應用於前線戰場的武器係統。未來幾年將要進行的飛行測試將證明這項技術已經完善到了無懈可擊的地步，並告訴那些驗收人員這套係統已經足夠成熟了，阿什最後這樣說。
3馬赫的航速 致命的精確度
超音速飛機突破音障的瞬間
它大約有20英尺長，2000鎊重，飛行於70,000英尺高空。如果得到精確的攻擊指令，目標就在500公裏以內，它可以馬上發射並很快加速到3馬赫以上，在數分鍾以內就可以抵達目標實施攻擊。
美國的對手們在得到這個消息之後肯定會感覺很不舒服，因為這表明美國軍方追求時敏目標遠程打擊創新方法（RATTLRS）的目標就快要實現了。
研製單位和使用單位共同開發
由於在飛行速度，精確性，射程，以及反應速度方麵的優良性能，RATTLRS武器係統將被用來對付多種作戰目標，比如那些運動著的，時間緊迫的，異常堅固的以及埋在地下的目標。
洛克希德-馬丁公司本周完成的測試是用侵入式彈頭攻擊加固過的掩體。測試中，RATTLRS導彈的彈體加速到2馬赫以上，然後一頭撞進掩體中（如圖）。導彈彈頭完完全全的穿過了混凝土護牆（進入到掩體內部）。
這項測試表明輕型侵入式彈頭搭配高速彈體的時候，也能達到重型侵入式彈頭同樣的效果。
RATTLRS技術驗證項目由海軍研究局主導，協助機構包括美國空軍，美國宇航局以及美國國防高級研究計劃局，這項技術將為以後的時敏攻擊型武器定下新的標準。最終的目標是希望開發出一種飛行速度超過3馬赫，可以從水麵艦艇，潛艇這些海軍平台，以及飛機這種空軍平台發射的超強武器係統。它將成為第一個在設計之初就是為了達到廣泛攻擊能力而開發的武器係統。
RATTLRS目前正在緊張的開發和測試，它的第一次試飛是在2007年晚些時候。洛克希德-馬丁公司是主要的武器係統開發商，自由工廠（LibertyWorks，正式名稱應該為羅爾斯-羅伊斯北美技術公司）是引擎開發商。
采用渦輪動力係統
RATTLRS采用了獨一無二的渦輪動力係統，它可以在沒有推進器的情況下，以亞音速發射，並且隻依靠自身的動力加速到3馬赫以上的速度飛行。這種渦輪發動機可以提供幾倍於音速的航速，超遠的射程，高效率的燃料性能以及航速與射程相交換的能力。除了采用高性能的非加力渦輪技術以外，RATTLRS還結合了最先進的製導和尋的技術。
RATTLRS武器係統所具備的神奇技術將使其在未來的戰場上擁有巨大的性能優勢，而且不用增加什麽新的負擔。
在RATTLRS項目中，洛克希德-馬丁公司是和艾利遜先進技術開發公司（AADC）相配合，以一個現有的原型為基礎，共同開發先進的4馬赫推進係統。艾利遜先進技術開發公司（AADC）生產的YJ102R發動機曾為傳奇性的SR-71“黑鳥”偵察機提供了超音速的巡航能力，這種簡單而又便宜的發動機也適用於一些造價不高的導彈係統。
SR-71“黑鳥”偵察機首飛後的40年裏，渦輪冷卻技術取得了長足的進步，這也就使得現在的YJ102R發動機可以提供“黑鳥”偵察機上所用的老式發動機6倍以上的單位推力，因此，RATTLRS武器係統可以在沒有高燃料消耗的加力引擎的情況下，達到相近的飛行速度。
火箭橇實驗是RATTLRS全麵安全測試項目的一部分，並將於2007年底進行戰鬥測試時全麵展開。洛克希德-馬丁公司在新墨西哥霍洛曼空軍基地的高速測試軌道進行了RATTLRS武器係統的超音速火箭橇實驗。過去的火箭橇實驗著眼於製導武器的高速投送能力，而這次實驗則著重測試高速侵入式彈頭攻擊加固型目標的效果。
譯自：CDI網站
作者：Vince Manzo, CDI Research Assistant
編譯：知遠/靛亮
