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World File Search System高超音速
核武器和高超音速武器的全球新趋势
回顾苏联解体后不久，美国显然对新兴世界安全环境的性质做出了一些假设，其中一些假设比其他假设更为明确。这些假设现在回想起来过于乐观，涉及俄罗斯的作用、中国的崛起和作用、核武器在世界上的作用以及 1992 年还不存在的新型武器的作用。首先，尽管美国可能从未相信俄罗斯会发展成为一个西方式的民主国家并成为某种盟友，但目前的情况可能超出了 20 世纪 90 年代最糟糕的预期。其次，美国显然至少在 20 年内就预期资本主义、生活水平的提高、融入世界经济以及（至少自本世纪初以来）互联网和信息时代将使中国朝着更加民主和与西方建立更好关系的方向发展。相反，中国变得更加专制，对西方更加敌视，同时在国内生产总值、常规军事力量和科学与先进技术方面逐渐成为近乎匹敌的国家。第三，美国期望核武器在世界上的作用逐渐减少，实际或威胁使用核武器的风险逐渐降低。这些有利趋势并没有出现，本文讨论了这三个国家的核发展情况
高超音速武器：新兴、颠覆、政治
高超音速武器将改变全球安全环境并打破战略平衡，或者说主流舆论如此认为，因为这一领域的三个竞争对手——美国、中国和俄罗斯——将继续发展高超音速进攻能力。但物理学家却发现，高超音速武器并不像宣传的那样快或灵活。本章将对有关高超音速对全球稳定和欧洲安全的威胁的持续争论做出贡献。本章从军事技术和社会政治的角度，研究了被称为“高超音速”的武器系统的最新发展，并分析了围绕这些新武器的炒作，以更好地了解它们在短期到中期内的潜在地缘政治影响。本章确定了以下三种趋势。
高超音速武器：国会背景和问题
自 21 世纪初以来，美国一直积极发展高超音速武器（飞行速度至少为 5 马赫的机动武器），将其作为常规全球快速打击计划的一部分。近年来，美国将这种努力集中在开发高超音速滑翔飞行器（从火箭发射，然后滑翔到目标）和高超音速巡航导弹（飞行过程中由高速吸气式发动机提供动力）。正如前参谋长联席会议副主席、前美国战略司令部司令约翰·海顿将军所说，这些武器可以“在其他部队无法使用、被拒绝进入或不受欢迎的情况下，对远距离、有防御和/或时间紧迫的威胁 [如公路机动导弹] 进行反应灵敏的远程打击”。另一方面，批评者认为，高超音速武器缺乏明确的任务要求，对美国军事能力贡献不大，而且对威慑没有必要。
高超音速武器：该技术如何影响稳定性
中国、俄罗斯和美国在高超音速飞行器技术军事化方面的竞争日趋激烈。其他几个国家也在积极发展这项技术。当今的高超音速武器计划似乎是由技术发展而非特定军事目标推动的。这就形成了一种动态，即一个国家的发展会带动其他国家效仿，即使正在开发的系统的军事应用尚未得到明确理解。所有迹象表明，不同计划之间的这种强化效应将持续下去。围绕这些计划的保密性也助长了人们对威胁的夸大认知，从而引发了军备竞赛。
武器化和过度炒作：高超音速技术
高超音速武器主要有两种类型：高超音速巡航导弹 (HCM) 和高超音速滑翔飞行器 (HGV)。北约科学技术组织等一些机构还将高超音速“后隐形”攻击和侦察机列入其中，预计到 2030 年代问世。HCM 是现有巡航导弹的加速版，飞行高度为 20-30 千米。它们由称为超音速燃烧冲压发动机的吸气式喷气发动机推进。这些“超燃冲压发动机”在燃烧阶段之前将进入的空气压缩在一个短漏斗中，使发动机在高速下极其高效地运转。由于超燃冲压导弹直接从大气中获取必要的氧气，因此体积更小、机动性更强。相比之下，HGV 则是无推进式，依靠火箭助推滑翔技术升入高层大气。在 40-100 公里的高度释放后，它们以高超音速飞行，无需关闭动力即可打击目标。它们能够机动并在不同高度释放，这使得它们的轨迹难以预测和计算。
超高温陶瓷：高超音速应用的发展
ATLLAS 高速飞行轻型先进材料的气动和热载荷相互作用 ATLLAS II 轻型先进结构上的气动热力学载荷 II BLOX4 第四激光氧化分析设备 C/C-SiC 碳纤维增强碳化硅复合材料 CMC 陶瓷基复合材料 CTE 热膨胀系数（以 10 -6 °C -1 为单位） CVI 化学气相渗透 DGA 军备总局 DLR 德国空气和空间飞行中心 EDM 电火花加工 EDS 能量色散光谱 ESA-ESTEC 欧洲空间局 - 欧洲空间研究与技术中心 FAST 场辅助烧结技术 HP 热压 PCS 聚碳硅烷（SiC 前体） PIP 前体渗透和热解 PyC 热解碳 RMI 反应熔融渗透 SEM 扫描电子显微镜 SI 浆料渗透 SIP 浆料渗透和热解 SPS 放电等离子烧结 TT 热处理 UHTC 超高温陶瓷 UHTCMC 超高温陶瓷基复合材料 WC 碳化钨 ρ 密度（单位：g/cm 3 ） σ f 弯曲强度（单位：MPa） ε f 弯曲应变（单位：%） d 50 中值粒度（单位：µm） E 杨氏模量（单位：GPa） E f 弯曲模量（单位：GPa） K 1C 断裂韧性（单位：MPa.m 1/2 ） H v 硬度（单位：GPa）
高超音速导弹防御：国会应关注的问题
传输层 SDA 表示，PWSA 的传输层旨在将跟踪层连接到地面的拦截器和其他武器系统，将“增强包括导弹防御在内的多个任务领域”。据国防部称，SDA 已经授予传输层第 1 部分和第 2 部分的原型协议。传输层最终将由大约 300-500 颗卫星组成。SDA 申请在 2025 财年为“数据传输层、传感器功能以及备用位置、导航和计时功能”拨款 14 亿美元。拦截器 MDA 探索了消灭敌方高超音速武器的方案，包括拦截导弹、超高速射弹、定向能武器和电子攻击系统。2020 年 1 月，MDA 发布了一份高超音速防御区域滑翔相武器系统拦截器的原型提案请求草案。该计划旨在“降低拦截器关键技术和集成风险”。 2021 年 4 月，MDA 转向滑翔段拦截器 (GPI)，该拦截器将与宙斯盾武器系统集成。尽管 GPI 名义上将在 2034 财年提供高超音速导弹防御能力，但 2024 财年国防授权法案 (PL 118-31) 第 1666 节要求国防部在 2029 年 12 月 31 日之前实现该项目的初始作战能力，并在 2032 年 12 月 31 日之前实现全面作战能力。洛克希德马丁公司、诺斯罗普格鲁曼公司和雷神导弹与防御公司已获得 GPI “加速概念设计”阶段的合同。2024 年 5 月，国防部与日本签署了合作开发 GPI 的正式协议。
当前和未来的高超音速威胁、场景和防御...
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速度杀伤：高超音速武器威胁日益严重
俄罗斯和中国都声称已经部署了高超音速打击导弹，以对抗美国正在发展的弹道导弹防御能力。俄罗斯表示，其 Avangard 高超音速滑翔飞行器据称具有核能力，射程为 6,000 公里，现已与空射的 Kinzhal 弹道导弹一起投入使用。据信俄罗斯还在开发 Zircon 高超音速巡航导弹、GZUR 制导导弹和苏霍伊 Su-57 飞机的空射武器。中国在 2019 年的阅兵式上展示了其 DF-17 高超音速滑翔飞行器，但目前尚不清楚该导弹是原型还是已经服役。美国声称中国也在测试一种具有洲际射程的高超音速滑翔飞行器，并开发了一种可以装备高超音速武器的弹道导弹。5