美国高超声速武器工业基础能力布局分析及启示

近年来，随着美国明确战略重心转向大国竞争，高超声速技术成为包括国防副部长迈克尔·格里芬在内的多个高层的顶级优先事项，美国空军高层更是将高超声速武器装备发展比喻成“曼哈顿工程”。美国公开承认当前高超武器发展落后于中俄，但另一方面，并不将短期内武器化进度赶上中俄视为发展目标。格里芬在2018年2月的一次演讲中称，“美国对于（在高超领域）重新获得与中俄竞争对手相匹配的水平并不感兴趣，我就想走着瞧……美国的目标是——再次实现对中俄的技术突袭，掌握主导权，达成威慑效应。”刘易斯认为，美国与中俄相比，在高超声速技术基础科学方面的认知仍具有领先优势，美国要平衡好近期和中长期的资源投入，而不仅仅是针对中俄的被动反应。

美国通过启动多个快速原型样机项目来加速高超声速导弹武器研制，在需求和技术的双重牵引下，目前发展到一个关键时间窗口——从试验探索到工程研制，从技术可行到武器可用，从解决有无到装备够用。格里芬在2019年8月召开的空间与导弹防御研讨会上表示，目前制造高超声速武器不再是一个技术问题，也不再是一个物理问题，而是一个涉及生产更多数量的工业工程问题……工业将不得不重新学习如何高效和经济地生产这些武器……与过去其他武器相比，高超声速武器需要更严格的热保护系统，需要研究能大规模生产精密硬件的途径。

2019年以来，美国从战略评估、组织管理、采办程序、供应链、条件建设等方面多管齐下，意图建立一个可支撑未来高超声速武器生产需求和可持续发展的工业基础。

应特朗普第13806行政指令要求，美国防部工业政策办公室牵头，商务部、能源部和国土安全部等多个政府部门共同参与，历时1年多的全面调查和评估，于2018年10月发布《评估和强化制造与国防工业基础及供应链弹性》研究报告。基于该评估框架，美国国防合同管理局工业分析小组（DCMA-IAG）于2019年2月启动了高超声速工业基础能力和产能评估研究，重点评估领域包括产能、能力、工业基础瓶颈、技术劳动力、材料、制造、研发支持、投资需求和样机设计需求。与此同时，国防部技术和制造工业基础（TMIB）办公室制定了一项评估机制，第一阶段将通过审查前期所有相关报告，并与DCMA-IAG的评估结果进行整合，以便全面了解高超声速制造与工业基础的关注点、风险和机遇；第二阶段根据评估结论，利用政府政策工具，从技术能力提升、体制保护等方面采取相关举措；第三阶段通过与所有相关方进行协调，对采取的策略和举措的有效性进行检验和改进。

进入2020年，随着美国逐渐明晰高超声速导弹发展策略，追求远中近射程衔接、高低搭配、多域平台适装的型号谱系，“装备够用”成为重点待解决问题。为此，美国防部专门针对高超声速工业能力发展，依托“高超声速作战室”持续开展评估研究，预计在未来几个月形成一份初步的评估战略报告。

美国防部从2019年开始关注高超声速工业能力建设，指示采办与保障副部长办公室下属负责工业政策的助理部长办公室、研究与工程副部长办公室下属技术和制造工业基础办公室协作开展高超声速工业基础能力需求和战略制定评估。而进入2020年，国防部内部机构管理发生重大调整，采办和保障副部长埃伦·洛德主导创建了专门的职能机构——“高超声速作战室”，由刘易斯和负责采购事务的助理部长凯文•费伊共同担任主席。该机构由国防部众多部门办公室代表组成，包括工业政策和专业领域专家，一方面将评估现有工业基础是否能够生产超燃冲压发动机、高温材料、新的制导系统及其他相关部件；另一方面将从人才培养和输送角度，评估国防部是否具备所需的人员和专业知识，目前正由负责高超声速的助理局长迈克·怀特组建大学联盟，通过调动大学社区各个层面的参与者，使工业界以及美国政府实验室都得到人力资源保障。

为响应新版国防战略，美国防部于2020年1月发布新的采办政策文件5000.02指示，从政策体系、采办程序、业务领域等方面对采办政策作出重大调整，突出强调时间和速度，从上到下进行放权，凸显采办过程的灵活和快捷性。

其中，针对高超声速技术这类需要快速转化为作战能力的业务，国防部正式引入中间层采办程序，通过简化需求生成过程、下放项目管理权力、省略里程碑决策点等将开发周期缩短至5年内（美国国防部重大项目平均周期为8年）。事实上，早在2017年瞄准加快形成高超声速早期作战能力，美空军通过先行先试、逐步迭代等方式，采用中间层采办程序启动了两个高超声速导弹快速原型样机项目，加快采办速度，为美军未来高超声速武器的量产和部署提供了有力的政策保障。

美国目前公开在研6个高超声速导弹项目，在加快推进原型开发和演示验证的同时，通过合同授予扩大供应商规模，将研发、设计和生产环节有机地衔接起来。以陆军的通用高超声速滑翔弹头（C-HGB）项目和远程高超声速武器（LRHW）项目为例，前者已授出量产合同，而后者仍处在原型开发阶段，将对前者进行集成。美国防部采用“1+N”的模式，目前分别为这两个项目选择了一家总承包商和若干家分包商，并计划在未来继续选择新的总承包商。

正如美空军采购负责人罗珀所言，“国防部希望为陆海空三军的高超声速导弹系统找到双供应商……不会进行大规模的生产，但希望具备一个适应性很强、非常灵活的工业基础，让我们能够进行螺旋式升级、批量次生产”。刘易斯也在新闻发布会上表示，“我们不仅希望确保一级供应商，同时也在寻找规模化生产所需的其他供应商”。

此外，美国前期工业基础评估报告显示，某些专用零部件的供应商数量稀少，个别领域甚至有沦为孤源供应商的风险。为此，美国《国防生产法案》第三章规定，国防部每年有数千万美元的拨款，用于创建、维持、保护、扩大或恢复对国防至关重要的工业基础部门生产能力，支持脆弱的供应商，消除“单一故障点”。

2014年，美国空军科学顾问委员会对高超声速飞行器技术成熟度进行整体评估，建议提升高温材料技术、弹身热防护系统性能，推动增材制造等先进制造工艺的应用，以减少部件数量以及降低制造成本。其中，针对材料和热防护，美空军和国防高级研究计划局（DARPA）在2016年、2018年相继发布招标公告，为高超声速武器热防护系统的材料和工艺征询来自工业界和学术界的信息；美陆军在2021财年国防预算申请文件中指出，将依托C-HGB的热防护系统量产需求，建立相应产业基础。

对于增材制造技术，罗珀表示，具备此项能力是高超声速导弹供应商筛选的必备要求。洛马公司总裁曾透露，增材制造技术可使高超声速巡航导弹的批量生产成本降至百万美元量级。鉴于其在生产效费比上的巨大优势，美国政府实验室、军工企业很早开始在高超声速领域的应用研究，目前正逐步实现从材料到零部件，再到关键分系统部件的突破。诺格公司在2019年6月表示，将采用增材制造技术试制完整的超燃冲压发动机，可大幅缩减发动机质量。

为加速高超声速武器研发和技术成熟，美国正在通过改造和新建等手段，提升试验设施能力。

首先，着力升级改造已有设施能力。2012年12月20日，美国国防部试验资源管理中心发布《试验与鉴定基础设施全面评估》报告，在当前已有和在建的地面试验设施中，确定了16处核心试验设施和3处重点试验设施。这些设施主要分布在美国国防部、NASA、能源部和高校，涉及传统燃烧加热、电弧、激波、静音、清洁空气等不同类型的风洞以及弹道靶和火箭撬等设施，能够模拟高温、高压、高马赫数、高焓、高雷诺数等参数。借助每年提供的升级改造和运维经费，上述16处核心高超声速地面设施得以正常运转并适时升级改造。2019年7月，AEDC 9号风洞完成了从马赫数14扩展到马赫数18升级后的初步调试。

其次，按需建设新试验能力。2018年3月，DARPA局长史蒂文·沃克称，目前正在着力推动制订一项针对高超声速导弹试验需求的国家层面的基础设施发展规划。未来几年内其地面试验设施数量有望得到增长，其持续了近20年的高速系统试验（HSST）专项储备的试验技术也将转化到新试验设施的建设中。例如，尽管已有普渡大学的静音风洞，美国空军仍新建多座静音风洞，包括在圣母大学新建一座Ma6级（直径为美国其它同级静音风洞的2倍）和一座Ma10级静音风洞，2019年在普渡大学新建一座Ma8级静音风洞；此外，美国陆军联合德克萨斯农机大学计划新建一座Ma10级高超声速风洞等等。

高超声速技术已然成为大国博弈的长期竞争焦点。在加大颠覆性技术基础投入的思想牵引下，美国对高超声速武器工业基础能力的重视程度不断增加，可以说这是技术向装备转化的必然要求，也反映了美国立足基础谋求长远技术优势的战略策略。历经数十年的高超声速探索经验与教训，美国充分认识到基础对科技持续向好发展的重要性，2009年就在国家高超声速基础研究计划（NHFRP）的牵引下专门组建了三个国家高超声速科学中心，重点对六大领域开展基础研究，旨在加强美国在高超声速技术基础科学方面的认知，最终实现高效可靠的高超声速系统设计。

无论是高超声速基础科研还是高超声速工业基础，我们看到“基础”贯穿于美国高超声速科技的发展。为防止美国在高超声速武器领域实现对我技术突袭，需全面总结经验，评估优劣势，查漏补缺，持续完善高超声速科技与工业体系

美国是在一定框架体系下对高超声速工业基础能力进行评估，通过持续性、迭代性的工业基础调查和工业能力评估来摸清家底，并将调查评估结果作为国家层面进行工业政策调整和工业能力调整的重要依据。事实上，不仅仅是针对高超声速这一专项领域，美国对整个国防工业和分行业都会定期进行评估，在立法方面给予保障，并从制度和流程上对评估活动进行规范。比如，《美国法典》第10篇第148章授权美国防部开展工业能力评估；国防工业能力评估条令5000.60-H定义了适时开展个案评估的条件，并制定了详细的评估流程；《1997财年国防授权法案》要求美国防部每年向国会提供工业能力评估报告。可以说，评估和监控国防工业能力，已成为美国保障国防工业效率的重要举措，也是实际上的一项国家基础工程。有必要系统研究国外关于工业能力评估的做法，尤其是美国工业能力评估的最新趋势，为构建我国工业强基工程提供新的视角。

综合上述举措可以看出，美国政府的宏观调控和干预，在高超声速工业基础发展中发挥着至关重要的作用，包括对一级承包商的严格筛选、支撑供应链中较为脆弱的节点、以及利用政策扶持下游薄弱行业等。尽管美国也认为主要依靠市场机制来推动国防工业自我调节，是既符合经济学理论、也有利于国防工业顺应21世纪的技术、创造力和资本市场发展潮流的做法，但对于诸如高超声速这类研发难度和前期投入巨大的国防优先技术，显而易见，政府充当着非常重要的角色，能够有效弥补市场机制在一些关键和薄弱领域的国防需求的不足。在一些尚处于萌芽期或对国防安全非常重要的技术领域，要充分发挥政府的“定海神针”作用，从顶层加强统筹规划，营造一个健康、充足、高效的工业基础环境，从而促进技术的蓬勃发展。