「科技前沿」世界领先—-俄罗斯高超声速武器主要情况简介
一、高超声速助推滑翔武器
俄罗斯高超声速武器的发展计划最早可追溯到20世纪60年代，首先开展的是针对高超声速助推滑翔武器的研究。进行相关研究的最初目的在于分析和优化洲际弹道导弹弹头再入段的飞行过程。为此，苏联各导弹设计局与苏联中央空气流体动力研究院展开合作，利用后者的风洞设备对导弹弹头进行优化设计。
中央空气流体动力研究院通过对飞行速度为5Ma以上的再入弹头进行模拟仿真，积累了大量关于飞行器气动外形与热防护材料的实验数据，并将这些数据应用于自1962年8月启动的航天飞机的研究中。1966年，作为螺旋军事航天系统的一部分，中央空气流体动力研究院与米高扬设计局合作进行了麻鞋轨道再入飞行器试验机的研制，该试验机的部分技术成果被用于暴风雪号航天飞机的研发。同期，切洛梅设计局研制的UR-200弹道导弹也进行了一系列准高超声速飞行试验，由于UR-200项目最终被取消，相关试验工作于1965年被终止。
1983年，当美国的战略防御计划（即星球大战计划）曝光后，苏军认为己方的战略核力量不足以突破美军多平台定向能与动能武器的拦截，核力量天平有再次倒向对方的危险。为此，在加强对等反制力量建设的同时，苏联内部也出现了采用非对称方式进行回应的声音，即加大高超声速武器的发展力度，通过提升自身核载具的突防能力来抵消美军的防御技术优势。
在这一思路指导下，以切洛梅设计局为基础组建的机械制造科研生产联合体向苏联部长会议提交了代号为信天翁的高超声速助推滑翔弹头项目的研发计划。这一项目的核心是代号为Yu-70的高超声速滑翔飞行器，它由RS-18（北约代号SS-19）洲际弹道导弹助推至大气层边缘后再入，能以5Ma以上的速度滑翔数千千米。1987年2月9日，苏联部长会议颁布第173-45号令，批准机械制造科研生产联合体在首席设计师吉尔伯特·叶夫列莫夫的领导下正式推进信天翁项目的研制工作。
由于苏联国防部未对该项目给予过多关注，加之莫斯科热力工程研究所白杨-M项目的有力竞争，信天翁项目进行得并不顺利。虽然1989年9月9日，苏联国防部宣布取消采购信天翁高超声速助推滑翔飞行器的计划，但机械制造科研生产联合体并未完全放弃信天翁项目。后由于美苏第一阶段《削减和限制进攻性战略武器条约》的签署以及苏联的解体，信天翁项目被迫中断。
美国战略防御计划的终结令新生的俄罗斯获得了喘息之机，但布什政府上台后提出的快速全球打击计划令克里姆林宫再次绷紧了神经。同时，美国大力建设的国家导弹防御系统让俄罗斯看到了战略防御计划卷土重来的可能性。作为回应，机械制造科研生产联合体重新启动了高超声速助推滑翔弹头项目——4202工程，这一项目继承了信天翁项目的大部分技术成果。
2004年2月18日，俄军在拜科努尔航天发射场使用井下发射装置发射了一枚搭载了Yu-70飞行器的RS-18洲际弹道导弹，然而飞行器在飞行过程中丢失，未能命中位于堪察加半岛库拉试验场的目标。2006年4月，俄罗斯战略火箭兵部队从卡普斯京亚尔发射场试射了一枚携带新型弹头的宇宙-3M运载火箭，火箭在10分钟后落入巴尔喀什试验场的预定地点，试验任务取得成功。
由于国际形势的变化，4202工程在推进过程中除了追求技术指标的实现之外，还力争使项目的所有原料设备供应与技术支持都立足于俄罗斯本国企业，尽量排除其他独联体国家的影响。4202工程的新成果——代号Yu-71的高超声速助推滑翔飞行器自2011年起开始进行飞行试验，2011年至2015年间进行的四次试验均未获得成功，2016年10月25日，该飞行器的飞行测试获得首次成功。此外，4202工程的另一产品——代号Yu-74的高超声速助推滑翔飞行器也于2016年6月进行了试验，同样以RS-18洲际弹道导弹作为运载工具。据报道，Yu-74较Yu-71体积更小，可作为洲际弹道导弹的分导式机动弹头使用。
俄罗斯总统普京在2018年3月1日发布的国情咨文与俄新社2018年7月19日发表的《国防部谈俄罗斯最新武器》报道中，介绍了俄罗斯高超声速助推滑翔武器研发与装备的最新情况。其中，Kh-47M2匕首是一种机载高超声速弹道导弹武器系统，可搭载核战斗部或常规战斗部，以俄罗斯空天军现役的Mig-31截击机作为发射平台，射程超过2000km，速度超过10Ma，具有机动变轨能力和高打击精度。从2018年4月起，搭载匕首系统的Mig-31截击机开始在战略威慑行动的框架内执行里海上空的例行巡航任务。目前，匕首高超声速武器系统已经投入战斗值班。与此同时，旨在增强匕首系统作战能力的飞行试验也在继续进行。2019年11月中旬，俄海军航空兵一架Mig-31K截击机在北极地区向片博伊靶场成功试射了匕首导弹。
除匕首高超声速导弹外‚先锋是另一种适配洲际弹道导弹的高超声速武器系统，它能以超过20Ma的速度在大气层内飞行，拥有极强的机动变轨和突防能力。先锋系统是Yu-71试验飞行器的实用化型号，代表了4202工程的最新发展成果，能够兼容俄军现有的洲际弹道导弹平台，未来还可能使用RS-28萨尔马特重型洲际弹道导弹作为投送工具。2018年底，一枚搭载了先锋的RS-18洲际导弹发射升空，成功命中6000km外堪察加半岛科拉靶场附近海域，试射取得成功。2019年12月27日，俄罗斯国防部宣布‚先锋高超声速武器系统正式服役，首批导弹已经进入部署状态。
二、高超声速巡航导弹
俄罗斯对高超声速巡航导弹的研究起步较早，20世纪70年代，中央空气流体动力研究院便开始尝试设计能以高超声速在大气层内巡航飞行的飞行器，但在气动外形设计与推进方式两个方面遭遇了瓶颈。到了20世纪70年代末，中央空气流体动力研究院与中央航空发动机研究院开展合作，共同启动了能在飞行器加速与爬升过程中改变推进方式的组合式发动机的研究工作，该技术被认为是研发高超声速巡航飞行器的关键。
与此同时，中央空气流体动力研究院还与杜布纳彩虹机械设计局开始合作，以固体火箭冲压一体发动机作为动力，研制代号为GELA的高超声速飞行器。为验证相关技术，代号模型1与模型2的两架高超声速试验机在1973年至1985年间进行了试飞。
GELA项目的最终产品被赋予了Kh-90的编号，成为一款空射高超声速巡航导弹，用以取代突防能力较差的Kh-55巡航导弹。Kh-90的设计重量达15吨，由改装后的Tu-160M战略轰炸机携带，理论上能以6Ma的速度飞行超过3000km，并可携带两枚核弹头攻击相距100km的两个目标。项目于1988年取得初步成功，但由于苏联解体带来的财政困难被迫于1992年终止。GELA项目的成果于1995年的莫斯科航展上首次向公众展示，整个项目的研发资料由彩虹机械设计局在1997年解密。
另一个在俄罗斯高超声速巡航导弹发展历程中占据重要地位的项目被称作Kholod，这个代号的俄语意为寒冷，恰如其分地反映了项目产品所使用的超低温液氢燃料的特点。为解决高超声速巡航飞行器的动力源问题，即超燃冲压发动机无法在低速状态下完成进气并产生推力，除采用火箭冲压一体化的组合式发动机之外，中央航空发动机研究院还论证了火箭发动机串联超燃冲压发动机的混合动力方案。
具体来说，是在拆除S-200地空导弹的战斗部之后，将超燃冲压飞行器加装在导弹顶端。当导弹的发动机将组合体推进到20km高空，以3Ma速度飞行后，超燃冲压发动机开始启动，在一分钟内将组合体拉升到35km高，并加速至6.5Ma。该项目1991年11月27日进行的首次测试并不成功，组合体在35km的高空仅仅加速到了3.6Ma。随后的几次飞行试验中，飞行器达到了6.5Ma的飞行速度，并成功实现了从亚燃到超燃模态的转换。
苏联解体后，为继续Kholod项目的研究工作，俄罗斯主动与法国、德国进行合作，推动Kholod项目进入第二阶段。在第二阶段中，俄罗斯与法国国家航天航空研究中心达成了数据换经费的协议，通过与参与国共享试验数据以获取资金支持的手段，维持了高超声速推进试验的正常进行。
1994年11月，NASA也加入了Kholod项目。利用NASA的资金支持，俄罗斯化工自动化设计局完成了新一代超燃冲压发动机的开发，而NASA也利用从俄罗斯获得的飞行试验数据，推进了美方X-43A项目的研发。
此后，俄罗斯利用Kholod项目的成果，开展了GLL-8高超声速飞行器的研发工作。GLL-8项目主要用于解决飞行器高速飞行过程中的气动加热与热防护问题。2000年代里，俄罗斯重点推动了‚彩虹计划，并研发出以GLL-31为代表的高超声速飞行器，用以解决超燃冲压发动机的稳定工作问题。此外，俄罗斯还曾与欧盟、澳大利亚在高超声速领域维持过一段时间的合作关系，联合推进高速试验飞行器国际合作项目（HEXAFLY-INT）的研究。
目前，俄罗斯在高超声速巡航导弹领域中最接近实用化的成果是3M22锆石（3М22）高超声速反舰导弹。锆石高超声速反舰导弹主要由机械制造科研生产联合体负责研制，该型导弹于2016年利用陆基发射装置进行了首次试射，以4~6Ma的速度飞行了400km。
据俄罗斯塔斯社报道，锆石高超声速反舰导弹在2017年4月进行的测试中达到了8Ma的速度。俄罗斯总统普京发布的2019年度国情咨文也提到了锆石的设计指标是以9Ma左右的速度飞行超过1000km，且具有良好的通用性和平台适应性。2020年1月，俄完成了锆石的首次舰艇发射试验。同年10月6日，俄军再次从军舰上成功试射锆石导弹，并首次对外公布导弹发射画面。这标志着继匕首、先锋等高超声速武器系统相继服役之后，锆石高超声速导弹也即将服役。