在九月三日舉行的抗日勝利八十周年大閱兵全球關注度極高,估計超過20億人次觀賞創下世界紀錄。除了賞心悅目令人讚嘆不已的各軍種方隊分列式,主要是展示出來的武器裝備與作戰系統,其種類與先進程度實在讓人瞠目結舌。以中國大陸歷來行事風格,許多資訊都藏在幾秒就閃過的視頻細節或介紹詞語裡面,給有心人去體會解讀。例如飛行編隊一個短短三秒的片段,就展現了中國大陸偵察衛星光學鏡頭的超高解析度威力,普通觀眾估計不易察覺,但對手陣營的技術專家們一定看得懂涵意,這也是一種威懾。
洲際導彈核威懾是93大閱兵的關鍵重點之一,是本文關注的主軸。筆者依據歷年航天相關論文與測試消息,大國航天技術路線發展,各國智庫研究報告,官方新聞蛛絲馬跡等,交叉比對大閱兵各型洲際導彈影像後,筆者研判,中國大陸很大概率已戰備值班部署「部分軌道轟炸系統」簡稱FOBS,而且所搭配的乘波滑翔(HGV)核彈頭技術,應是全球領先的。與主流高拋彈道飛行不一樣,FOBS是採用地球低軌道飛行的「準天基」轟炸系統用來執行二次核反擊。筆者研判,首次公開亮相的東風-5C,東風-61兩型洲際導彈均具備FOBS軌道轟炸核反擊能力。
美國川普總統在今(2025)年1月27日正式簽署下令美國構建「金穹」(Golden Dome)飛彈防禦系統,規劃在地球上空各層軌道高密度部署天基偵測預警衛星以及軌道攔截器,同時擴充陸基與海基反導攔截系統,目標就是要防禦來自一些對手國家的洲際彈道導彈,遠程超高音速導彈,遠程貼地巡航導彈,以及防禦FOBS軌道核彈轟炸。新一輪太空軍備競賽已經開始。2021年美英主流媒體報導,中國大陸在當年7月與8月兩次成功執行環球低軌道飛行,並且再入大氣層以乘波滑翔返回目標區,超高速滑翔中途還能拋射出物體。這試驗震驚了美國防部相關專家。中方被詢問此事但未評論。因此美國國防情報局認為中國應該已具備軌道轟炸能力,並評估中國大陸在2035年前或將擁有約50-60枚FOBS式洲際導彈,俄羅斯則約有15枚。
部分軌道轟炸系統 FOBS 什麼是「部分軌道轟炸系統」(FOBS) ? 目前主流洲際導彈飛行為彈道式,採用傳統高拋彈道方式投射核彈頭。FOB式洲際導彈則不採用拋射彈道,而是先將彈頭推送進入地球低軌道繞行,鄰近對方目標區時,再煞車脫離軌道再進入大氣層,靠第一宇宙速度的慣性加上地球引力雙重加持重新加速,以曲線軌跡超高速往敵方戰略目標衝下去,俗稱軌道轟炸或太空轟炸。在技術上,軌道轟炸器是進入真正環繞軌道而非彈道是次軌道,因此可以持續環繞地球,因此航程無限,可以打擊地球表面任何一點,是真正意義上的「打擊範圍全球覆蓋」,這種飛行方式稱為「部分軌道轟炸系統」或FOBS (Fractional Orbital BombardmentSystem)。
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各種飛行軌跡比較示意,FOBS洲際導彈(下方大環線),傳統彈道式洲際導彈(上方虛線),與超高音速助推滑翔導彈(上方的低矮紅線),以及預警雷達偵測視野(直線)。其中FOBS往南飛行經南極區域,繞遠路前往目標區。(來源Marcus, J. 2021論文)
軌道轟炸或太空轟炸不是新概念,早在1930年代末期奧地利裔德國航空科學家尤金.桑格爾(Eugen Sanger) 就向軍方提出研發火箭推進的有翼太空飛機,在大氣層太空邊緣進行打水漂式飛行執行洲際轟炸,其軌跡就是著名的桑格爾彈道。這概念很先進技術門檻非常高,當時的火箭發動機,導航與控制系統,以及耐高溫且高強度的材料等技術剛起步,儘管很難符合嚴苛太空飛行環境所需,1941年仍被政府批准立項稱為「銀鳥」計畫,後來二戰加劇德國資源匱乏銀鳥並未能付諸建造進行實測(這令後世各國太空迷直呼可惜)。直到1960年以後才逐漸有實務可行的相關技術積累。不過由此可見尤金.桑格爾的驚人概念創意遠遠超越時代,九十年前的太空飛機構想放在今日仍是非常先進。
奧地利裔德國航空科學家尤金.桑格爾(Eugen Sanger)在1930年代提出「銀鳥」火箭動力太空飛機的工程概念圖重繪 (來源:Ahmed Almeldein, MS Thesis 2011)
FOBS洲際導彈的優勢 為什麼要採用FOBS軌道轟炸方式 ? 簡單講,第一點,能夠執行超遠程繞道飛行,避開對手設在北極外圍區域的中段與末端反導重兵伏擊區,確保二次核反擊突防成功率。第二點,攔截方雖能透過軌道感測器偵測到FOBS飛行體,但是無法預測其落點目標區到底在哪裡,直到FOBS在脫離軌道再入大氣層朝目標前進時才能計算軌跡預估落點,壓縮攔截方反應時間只剩100-150秒左右,大幅增加突防成功率。如果是乘波滑翔彈頭則數倍更難預測軌跡。
第三點,FOBS洲際導彈無論是搭載傳統MIRV,可機動MaRV或者乘波滑翔體HGV等核彈頭系統,脫離軌道再入大氣時均會獲得非常高的慣性加重力俯衝速度,最高超過30馬赫應無問題。即使接近地面目標時會產生明顯大氣阻力減速,依彈頭設計估計仍有15-20多馬赫的終端速度,進一步提高突防成功率。這麼高來襲速度對於末端反導攔截系統,諸如薩德-ER,愛國者-3,標準-3,標準-2,標準-6等攔截彈,將是非常挑戰吃力的任務。尤其是FOBS如果搭配乘波滑翔體HGV核彈頭,末端攔截成功率預估非常低。總之FOBS軌道轟炸能進一步加強二次核反擊的嚇阻實力,讓對手不敢戰略冒進對我方發動核子奇襲。
核武大國間數十年來採取的威懾手段就是「相互保證毀滅」的恐怖平衡,Mutual Assured Destruction,簡稱MAD (英文發狂憤怒之意),「毀滅」是威懾手段,「相互」是主觀的意願,只有「保證」才能落實威懾的力量,是鎮服敵方的關鍵。
所謂保證,就是我方展現公認可信賴的物理證據,能夠證明我方各型洲際導彈,在實戰情況下能執行核子反擊,亦即能及時發射升空,並閃開敵方多重反導攔截系統,將數枚分導式核彈頭成功命中敵方戰略目標。這樣才能建立有效威懾,確保對方不會輕舉妄動搞核子勒索威脅,強國之間才能展開有意義的對等溝通,談判,交往與貿易關係。
要能夠展現實質威懾力,我方洲際導彈除了必須具備足夠射程與酬載外,最關鍵的是分導彈頭的末端突防能力。分導彈頭可概分為MIRV,MaRV或HGV彈頭載體,各有優點與短板,然而,不管搭載的核彈頭是何種型式,洲際導彈均須經歷「中段飛行」過程,是指通常已在大氣層外的太空中進行無動力的慣性飛行,其軌跡通常是可預測的高拋彈道,正確來講是環繞地心的橢圓軌道一段彈道,在小範圍內可視為拋物線彈道。
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北極航線與中段反導伏擊區 「中段飛行」是攔截方「中段反導」導彈的攔截區域。從攔截方來看,缺點是來襲彈頭飛行高度大,為了能迅速爬升上去並維持足夠動能進行攔截,需要攜帶大量推進劑,因此中段反導的彈體都是相當巨大且昂貴,但「中段反導」優點是在主流的彈道式軌跡,中段飛行速度比末段飛行要慢,無動力慣性飛行彈道容易計算預測瞄準,此外中段飛行背景為太空低溫,來襲彈頭或誘餌容易被紅外線感測器在遠距離偵獲,可瞄準的時間窗口長。「中段反導」攔截方式目前主流是直接精準撞擊來襲彈頭。由於雙方接近的相對速度極快,有效窗口極小,如果使用傳統近接高爆碎片方式攔截的成功機率反而低。
北極地區航線是洲際彈道導彈的熱門飛越航路,因為各核武大國之間通過北極區的距離短。因此美國在靠進北極區域外緣的阿拉斯加與丹麥格陵蘭島,均設有彈道導彈早期預警系統(BMEWS),另外在美國加州,以及英國,還有在台灣新竹樂山,也部署有大型相位陣列遠程預警雷達「鋪路爪」。阿拉斯加另部署有陸基中段反導攔截彈(GBI)基地,針對路過北極地區的洲際導彈進行中段攔截。美國GBI攔截導彈身形巨大,比中國大陸的東風-31AG洲際導彈尺寸還要長,只是直徑稍微瘦一點,固態燃料推進,安裝在豎井裡儲存待命發射。在阿拉斯加海域,美國也很可以機動部署數艘神盾艦,以艦載的標準3型(SM-3)系列各型號導彈執行中段反導攔截。這等於在必經之路的北極區,美國設下了中段反導層層重兵伏擊區。
美國遍佈在北極區周圍的彈道飛彈預警雷達,鋪路爪長程預警雷達與神盾系統雷達分布圖(來源CSIS,Missile Defense Project)
美國彈道導彈預警雷達BMEWS(紅色),以及鋪路爪PAVE PAW長程預警雷達(藍色)的預警偵測範圍圖示。完全重疊覆蓋北極地區,南邊覆蓋則薄弱(來源fandom.com)
靠FOBS改飛南極航線 因此,中國大陸為了增加核反擊的突防穿透率,另一可能方式就是避開北極航線的反導伏擊區,改選擇南極航線,經由南極區上空繞經南美洲飛往美國,也就是由南往北突防進入美國大陸。南極航路的優點是在沿途,美國目前中段反導網部署很薄弱,估計美方只能靠艦載SM-3各型導彈執行中段反導,因此洲際導彈成功突防功率較高。然而南極航線最大缺點是,此航路超長達2.7萬至3.1萬公里,相當於地球圓周70-75%長度,各國目前所有主流彈道式洲際導彈,即使是重型液態燃料洲際導彈,射程都遠遠不足以採用南極航線繞道攻擊。
目前唯一能解決超長航程問題的方式就是採用FOBS,將彈頭載體先推送進入地球低軌道飛行。一旦進入軌道,理論上就可繞地球數十數百圈,航程幾近無限,可以在抵達目標區前,再煞車脫離軌道,再入大氣往目標區以超高速衝下去對方戰略目標,俗稱軌道轟炸或太空轟炸,是真正意義上的「打擊範圍全球覆蓋」,這種飛行方式稱為「部分軌道轟炸系統」,簡稱FOBS。
為何特別稱為「部分」軌道 ? 是因為核彈頭載體繞行地軌道不到一圈就會再入大氣高速俯衝奔向目標,從軌道直接轟炸對方戰略目標。其實在技術上,是完全可繞行軌道多圈駐留在軌道上面的,但聯合國「外太空條例」禁止各國在太空軌道部署駐留核武器。然而,美國與俄國當年認為,如果是採用未滿一圈的「部分軌道」飛行距離,就認為沒有違反外太空條例,因此FOBS實際上是利用條例的灰色模糊地帶在玩擦邊球。
FOBS洲際導彈的缺點 FOBS打擊範圍既然能夠覆蓋全球,又能壓縮對手反應時間,終端速度又超高突防能力強,為何不全部發展FOBS軌道式核反擊 ? 原因是酬載能力較差,且奇襲效果可能不如潛射的洲際導彈或長程貼地巡航導彈,另外技術層面太空軌道飛行的精準環球導航,再入大氣落點精準控制導引,摩擦超高溫熱障管理,等離子鞘電波障礙克服的關鍵技術門檻又高,目前應該只有中美俄三國有能力發展FOBS。
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美國有絕對領先的洲際導彈核動力潛艦部隊,在中國俄羅斯外緣又有眾多海空軍基地,此方案對美國吸引力應該不高。但FOBS適合目前的中國大陸,可以對沖在洲際導彈核潛艦數量不足以及核潛艦技術仍落後美國的劣勢。已問世的巨浪-3(JL-3)潛射洲際導彈,以及發展中的096洲際導彈核潛艦,其戰略重要性可想而知。
FOBS式洲際導彈最大飛行高度通常選擇150公里高的超低地球軌道,然而FOBS式洲際導彈爬升到此高度的同時,還必需將飛行速度推到每秒7.9公里的「第一宇宙速度」如此才能進入環繞地球軌道,這方式比主流的高拋式彈道需要消耗更多能量。因此同樣兩節助推火箭燃料,FOBS式洲際導彈的有效酬載比傳統彈道式導彈會減少約一半以上。
另外,FOBS式洲際導彈的彈頭載體,必須安裝煞車(制動)小火箭用以脫離軌道再入大氣層,姿態控制小火箭用以在太空中調整飛行姿態,氣動控制舵面用以在大氣中執行姿態穩定控制,或執行機動以閃避末端反導攔截。這些裝置讓彈頭系統變得複雜重量變大,實質上是一艘迷你太空梭,因此FOBS式洲際導彈能攜帶的核彈頭數量大減,大概僅剩傳統彈道式洲際導彈的三分之一左右。這是軌道轟炸系統的缺點。
典型長程導彈的超高音速彈頭,彈道式再入大氣層飛行的彈體溫度與流場速度分布電腦數值分析(來源:西北工業大學X. Du, Y. Shi, Q. Yang, 等論文,2024.09)
至於FOBS優點如前所述就是,(1)理論航程無限,能有效執行超遠程繞道攻擊,確實能做到央視所介紹的「打擊範圍全球覆蓋」。(2)對方無法確認FOBS核彈載具到底是瞄準哪裡,只有脫離軌道再入大氣層後才能計算預估落點出來,但此時離擊中目標的時間大概只有100-150秒左右,嚴重壓縮攔截方的反應時間,大幅提高末端突防成功率,(3)再入大氣層的終端俯衝速度非常高,如果搭配可變軌的彈頭系統,將讓對方攔截非常困難,進一步提高末端突防成功率。
東風-5B(DF-51)與首次亮相東風-5C(DF-5C)液態燃料洲際導彈,兩者第二節助推火箭與彈頭系統的對比(作者提供,來源/軍情速遞)
東風-5C與東風-61或有FOBS的次型號 從裝備展示外觀上,實際很難看出是否為FOBS式洲際導。因為FOBS式洲際導彈與傳統彈道式洲際導彈,兩者的助推火箭(boosters)結構是可以通用的,差異在於被包覆在頂端整流罩內的彈頭系統,以及導彈飛行控制軟體,從外觀是看不出來的。因此,只能使用間接推理猜測。
如本文開頭所述,筆者依據公開的資訊交叉綜合研判,中國大陸大概率已實戰部署FOBS軌道核反擊能力。筆者推測,液態燃料推進的東風-5C 可能有兩種次型號,多數為傳統彈道式洲際導彈,少部分則為FOBS式洲際導彈,也就是部分軌道(核彈)轟炸系統。
至於首次亮相的東風-61,外觀尺寸幾乎與東風-41一模一樣,但筆者研判,東風-41是傳統的彈道式洲際導彈,而東風-61則是FOBS式洲際導彈,是準天基(核彈)轟炸系統,只是採用固態燃料推進。
至於傳聞已久的東風-51去哪裡了 ? 筆者認為,東風-61就是原先大家期盼已久的東風-51,只是改編號。因為原本的DF-51是新型固態燃料導彈,名字容易混淆早已存在的液態燃料導彈DF-5A,DF-5B,DF-5C系列,51與5C發音相近,51與將來的5E發音完全一樣。為了避免混淆,於是解放軍就把東風-5系列編號全部保留給液態燃料洲際導彈。新型固態燃料就不使用東風-51,直接改標稱呼為東風-61系列。保持了裝備編碼原則的清晰與邏輯一致。
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2025年閱兵首次公開的東風-61(DF-61)固態燃料新型洲際導彈。(作者提供,來源/路透社)
東風-5C 能夠「全時戒備」的原因 中央電視台在大閱兵實況轉播中介紹東風-5C時,說道「覆蓋全球、全時戒備」,剛才已說明「覆蓋全球」的軌道飛行技術,「全時戒備」則代表著隨時可以發射進行核反擊。然而許多人疑惑東風-5C是液態燃料火箭系統,臨近發射才能灌注燃料,這至少需要花費幾十分鐘作業時間還要加上系統檢測,「全時戒備」哪有可能做到? 原來軍用液態燃料洲際導彈實際上早已預先灌注燃料,並不需要臨發射前才加注燃料。
現代軍用洲際導彈如東風-5C的燃料,並不使用低溫推進劑例如液氧,液氫,液態甲烷之類,低溫推進劑的優點是效能較高,運力較大且基本無毒性,主要用於太空任務的運載火箭。但是低溫推進劑的缺點是沸點超低,儲存與維護困難,氣化逸散率高,確實必須臨近發射才能灌注到火箭本體,不符合軍事備戰要求。軍用液態燃料洲際導彈如東風-5C實際上是使用常溫推進劑,大概率是使用四氧化二氮(N2O4)為氧化劑,加上聯氨系列 (如UDMH之類)為常溫燃料。
煤油是很好且便宜的常溫燃料,儲存維護容易,在民用太空任務大量使用,可惜煤油沒有適配的常溫耐儲存氧化劑,必須搭配低溫液態氧為氧化劑,仍需要臨時灌注。這不符合戰備條件,因此煤油雖好卻無法用於軍用洲際導彈。
N2O4與UDMH屬於常溫雙模推進劑,單位重量燃料的推進效率略遜於低溫推進劑,最大缺點就是有劇毒性,在灌注作業的場域與工作人員都需要特別防護措施,發射的排煙對環境也不友善,因此民用或商用太空火箭助推器通常很少使用這類有毒推進劑。然而其他優點不少,常溫推進劑很穩定,維護簡單,且理論比衝值也不差。最大關鍵優勢是N2O4與UDMH推進劑可以分別預先完整灌注在洲際導彈本體的燃料箱裏儲存長達數年之久,不逸散不變質,維護簡單可隨時待命發射,妥妥的「全時戒備」,只需趁導彈系統數年為週期的大檢修維護時順便替換推進劑即可,非常適合軍用洲際導彈的備戰要求。
因此東風-5C之類沒有臨近發射才要加注燃料的問題,發射前系統自我檢測數分鐘後即可發射升空。其發射反應時間很短,實際等同固態燃料洲際導彈,所以93閱兵介紹裝備時央視才會含蓄地說東風-5C「打擊範圍覆蓋全球、全時戒備」,這些寥寥數語聽似八股介紹,實際上包含深層技術發展的暗示訊息。
長征2丙(LM-2C)液態燃料火箭升空執行太空任務。其系統構型外觀直徑推進劑類型,與洲際導彈東風-5B或5C接近。但本圖LM-2C第二級更長一點,可飛抵更高軌道(作者提供,來源/中國航天局)
液態燃料洲際導彈的推進效率明顯高於固態燃料火箭,能將更重的酬載送到遠方或送進太空軌道,但是液態燃料洲際導彈系統複雜,結構相對較脆弱,不適合放在機動車(TEL)上頻繁運輸顛頗機動。因此幾乎都安置在豎井裏保障備便發射。豎井發射無機動性,看似危險容易挨打,但是構建數百個發射豎井,每個相距至少十幾公里以上,裡面虛虛實實,就形成數學機率遊戲策略,要不就牽制攻擊方大量核彈資源,要不就我方獲得良好的首波攻擊後生存率,獲得執行二次核反擊的機會。發射豎井大規模布陣是一種有數學計算基礎的理性博弈策略。
戰略威懾 中國大陸的核武政策一向是「中方不會首先使用核武,也不會對無核武國家使用核武。」
,相應的作戰反擊指令是「中方不會開第一槍,但也絕不會讓敵人有開第二槍的機會。」
這種宣示讓愛好和平的國家或弱小國家很安心,讓侵略成性的野心國家或軍事聯盟很忌憚。中國大陸從過去「我落後,我就挨打」的悲慘歲月,逐漸轉變為「你敢動手,你就挨打」的雄獅強國實力。
中國大陸已建立陸基,海基,空基的「核子鐵三角」狼牙棒,多重確保二次核反擊能力。現在很大概率又戰鬥值班了準天基FOBS軌道轟炸系統,讓中國大陸核反擊多一層「相互保證毀滅」的威懾手段。確保野心國家的政客與好戰份子變得冷靜理性並「傾向愛好和平」不敢對中方做出孤注一擲的戰略冒險,在核子狼牙棒面前願意接受世局發展的現實,並認真看待「和平代替戰爭,對話代替對抗,雙贏代替零和」的真諦。
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