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美東時間2月4日周六下午3點40分，誤入美國的中國無人飛艇剛剛在1.8萬米的南卡羅來納州飄出美國東海岸之際，被美國空軍F-22擊落，美軍隨即組織打撈。請看視頻：

所謂的臨近空間是指距離地面高度2萬米到100公里之間的區(qū)域。但是和此次中國臨近空間飛艇首飛新聞報道中不同的是，飛機和航天器是可以在臨近空間飛行的，只是時間不能維持太久。

實際上稍有軍事常識的人都知道，最大飛行高度超過兩萬米的戰(zhàn)斗機是相當(dāng)多的，而且在50年代就出現(xiàn)了。

【F4戰(zhàn)斗機，50年代創(chuàng)造了3萬米飛行高度的突破】

對于飛行速度非常高的航天器來說，臨近空間的空氣雖然稀薄，但形成的阻力仍然過大了。在臨近空間飛行會使它必須要額外消耗很多燃料來維持高度，否則就必須返航或者在大氣層中墜落燒毀。

對飛機載人飛機來說，它要在座艙內(nèi)維持足夠的氣壓，保證飛行員的生命安全；因此要從發(fā)動機壓縮空氣的過程里，抽取大量空氣送進座艙。整個這一類設(shè)計的工作極限，就只能到2.5萬米，因為空氣密度已經(jīng)只有海平面的1/40了，工作效率已經(jīng)低到臨界點了。再往高就必須采用宇宙飛船式的全封閉設(shè)計。

人類不僅沒有造出過能在2.5萬米附近長期飛行的飛機（這個高度和以上的記錄，都是飛行員玩命短時間躍升沖刺的結(jié)果，無法停留），實際上要維持在2萬米附近長時間都非常難。空氣密度低到地面的1/14，使飛機需要很高的速度才能維持足夠的升力，抵消自身的重量；而發(fā)動機又損失推力特別大，要多燒好多的油。

要長時間（最低數(shù)天以上、長則一年以上）維持在1.8萬米到3萬米之間（再高就超出現(xiàn)在人類的科學(xué)工程技術(shù)水平了）高度的有動力飛行，目前唯一可行的方法，就是利用飛行器自身的浮力來克服重力，飛行的動力由太陽能電力系統(tǒng)提供（這樣可以把重量減少到最小）。

包括我國前幾年試飛的型號在內(nèi)，各國的臨近空間飛艇都屬于這類設(shè)計。它通過在氣囊內(nèi)灌充非常輕的大量氦氣（氫氣易燃易爆過于危險），使整個飛艇的密度比2萬米海拔的空氣還小，因此維持兩萬米高度本身不需要額外的消耗動力。

相對于飛機和衛(wèi)星來說，飛艇在性能上有三大理論上的優(yōu)勢。第一是在同一地點的維持存在時間極長，第二是使用費用低，第三是探測能優(yōu)勢明顯。這使它在通信中繼、對地監(jiān)控、防空警戒上有著非常大的潛力優(yōu)勢。

【臨近空間飛艇充當(dāng)通信中繼平臺】

由于距離遠、功率有限，通信衛(wèi)星的帶寬不僅昂貴而且資源緊缺。而現(xiàn)在的軍事偵察手段對于帶寬的要求正在越來越高，比如全球鷹這樣能實時發(fā)揮大量高清照片和視頻的戰(zhàn)略偵察機，只要幾架，就能在數(shù)千平方公里以內(nèi)消耗掉所有的衛(wèi)星通信資源；再增加數(shù)量，就只能擠占其它系統(tǒng)的份額了。

而臨近空間飛艇可以攜帶通信中繼設(shè)備，極大地緩解通信衛(wèi)星的工作壓力。早在2003年，美國空軍的空間戰(zhàn)實驗室，就在名為“攀登者”的試驗飛艇上實現(xiàn)了三萬米高度的初期試驗。除了懸浮、降落、返航等基本飛行控制功能的驗證外，最主要的就是通過攜帶的45公斤重的通信和監(jiān)視設(shè)備，完成通信中繼和對地監(jiān)控任務(wù)能力的驗證。

此外長時間的高空滯留能力，也使它在對地和對空監(jiān)測上有著特別強的潛力優(yōu)勢。2006年，美國空軍科學(xué)咨詢委員會發(fā)布題為《在臨近空間高度持久存在》 的報告， 對臨近空間平臺建設(shè)發(fā)展進行了中長期規(guī)劃。

其中“傳感器與結(jié)構(gòu)一體化（ISIS）”飛艇，設(shè)計重點就在于利用飛艇搭載大型相控陣?yán)走_，利用高度優(yōu)勢，針對伊拉克、臺灣海峽、伊朗進行戰(zhàn)時監(jiān)控。根據(jù)論證結(jié)果，一艘ISIS定點在伊拉克中部，就能覆蓋伊拉克全境；定點在菲律賓北部的呂宋海峽上空，就能覆蓋臺灣海峽、臺灣島、臺灣以東海面。

但就目前來說，受限于能源等問題，真正能做到7天/24小時不間斷的高精度監(jiān)視（信息精度達到火控級別，能直接用來引導(dǎo)導(dǎo)彈等武器攻擊目標(biāo)），發(fā)揮滯空和高度優(yōu)勢的飛艇，還只能是停留在中空的系留式飛艇。它可以通過與地面之間的電纜來滿足探測設(shè)備的需要。

總的來說，臨近空間飛艇有很大的潛力，但至少在相當(dāng)長時間內(nèi)，受制于很多技術(shù)上的障礙，不能真正的實用化。

目前最主要的難點在于材料、能源、動力/飛行控制三個方面。材料比較好容易理解，飛艇的骨架、氣囊、外殼這些部件都要越輕越好，因為它們都是死重，要擠占各種設(shè)備的重量。

尤其是飛艇在兩萬米高度時，空氣密度非常低，增重1公斤，就要至少10立方米以上的氦氣囊體積來維持平衡。高度越上升，載荷能力越差——從2萬米到2.5萬米，空氣密度從海平面的1/14急劇下跌到1/40。

其次是能源，由于要嚴(yán)格控制重量并維持長時間工作，因此飛艇的主能源系統(tǒng)不能使用消耗燃料的供能方式，也不能用一大堆電池。它只能依靠太陽能來發(fā)電，而現(xiàn)階段的太陽能發(fā)電板/薄膜效率都不怎么高。

美國空軍和國防高級研究規(guī)劃局聯(lián)手的ISIS飛艇研制之所以暫停，關(guān)鍵的原因就是上面這兩個問題。

它一方面要把設(shè)備占飛艇自身空重的比例，從2%提升到40%——這真是何等喪心病狂的規(guī)劃，以至于飛艇結(jié)構(gòu)研制能力目前根本達不到這樣的高要求。另一方面的問題，就是它搭載的大型相控陣?yán)走_需要的高功率電力，目前的飛艇能源系統(tǒng)根本提供不了。

從動力/飛行控制上說，2萬米高度上氣流一般很穩(wěn)定，但風(fēng)速較大，平均在10米/秒左右，最大能到40米/秒。飛艇由于自身體積特別大，因此受到風(fēng)力作用形成偏航、沉浮、翻滾的趨勢也特別強烈，要用很有限的重量和動力功率去克服這些問題，難度非常的高。

2月4日早些時候，美國聯(lián)邦航空管理局已下令北卡州威爾明頓（ILM）、南卡州默特爾比奇（MYR）和查爾斯頓（CHS）三個機場及附近空域?qū)嵤┡R時飛行限制（TFR），以實施“國家安全行動”。

通過飛行器監(jiān)視軟件，可以看到除F-22外，還出動了空軍的F-15戰(zhàn)斗機、KC-135加油機，海軍的P-8A反潛巡邏機、海岸警衛(wèi)隊的HC-130搜救飛機。

兩架F-15從馬薩諸塞州巴恩斯基地起飛。一架KC-135R從阿拉巴馬州伯明翰起飛，另一架KC-135R從密西西比州子午線起飛。P-8A從佛羅里達州杰克遜維爾起飛。

附近海域已經(jīng)集合了三艘美國海軍的軍艦：船塢登陸艦卡特霍爾號（LSD-50）、導(dǎo)彈巡洋艦菲律賓海號（CG-58）、導(dǎo)彈驅(qū)逐艦奧斯卡-奧斯汀號（DDG-79），還有數(shù)艘海岸警衛(wèi)隊的船只。

海岸警衛(wèi)隊的快艇和船只也在現(xiàn)場，包括部署艦艇和潛水員，當(dāng)響尾蛇導(dǎo)彈飛向氣球的時候，準(zhǔn)備工作已經(jīng)就緒。如此大陣仗，可見美國對回收氣球設(shè)備殘骸的重視程度。

氣球及設(shè)備殘骸墜落在距離海岸約10公里的海域。這片水域是淺海，平均水深只有14米，打撈預(yù)計不會存在什么難度。美國海軍和海岸警衛(wèi)隊的船只已開始著手回收殘骸。

就在擊落的同時，拜登在機場接受采訪，稱他周三（2月1日）就已下令擊落中國氣球，是軍方建議等氣球飄到東海岸領(lǐng)海上空再動手。

而2月3日，美國軍事分析員就表示，F(xiàn)-22戰(zhàn)機可能會在東海岸附近將氣球擊落。這樣氣球殘骸落入海中，可以動用周邊待命的艦船打撈氣球殘骸及其有效載荷。

顯然，這幾天美國讓這只氣球繼續(xù)在本土上空流浪，主要是在為盡可能多地回收氣球設(shè)備殘骸做準(zhǔn)備。

美軍方宣稱，氣球殘骸具有情報價值，美國可以對氣球及其攜帶的設(shè)備進行研究和審查。待搜集完這顆氣球的殘骸后，殘骸將送到維吉尼亞州寬提科（Quantico）的FBI實驗室進行分析。

而在擊落氣球后，美國國防部舉行了新聞發(fā)布會，公布了相關(guān)信息。美空軍第一聯(lián)隊94中隊出動2架代號為“FRANK01”和“FRANK02”的F-22戰(zhàn)機，一主一僚。主機發(fā)射導(dǎo)彈，僚機備份。

美國北方司令部表示，代號“FRANK”是為了向一戰(zhàn)飛行王牌、以“亞利桑那氣球克星”而聞名的中尉弗蘭克·盧克致敬，他擊落了14個德國偵察氣球和4架飛機。

這是F-22戰(zhàn)斗機第一次擊落實戰(zhàn)目標(biāo)，也可能是有史以來最高的空對空擊落戰(zhàn)果，和2019年中國空軍殲-10戰(zhàn)機在云南擊落高空氣球的高度相當(dāng)。

因為中國空軍殲-10C戰(zhàn)機也用第四代霹靂-10（PL-10）近程空空導(dǎo)彈，在極限高空擊落了自西向東飄進境內(nèi)的不明氣球。

2月4日一整天，很多人在說美國人不可能把氣球打下來。他們不僅錯判了氣球浮空的高度（細節(jié)下一篇會說），也低估了軍事科技發(fā)展的程度。

當(dāng)然，在高空打氣球，確實有難度。也并不像人們通常所想象的那樣，就是一個巨大的死靶子，要打易如反掌。為什么？因為空氣非常稀薄。

8公里以下是大氣的對流層，從8公里到50公里是平流層，氣流相對穩(wěn)定。不過，因為太高了空氣稀薄，飛機的發(fā)動機動力、姿態(tài)控制都會有問題。

所以民航客機巡航都在平流層的下方，就是10公里（1萬米、3萬英尺）高度左右飛行。大部分戰(zhàn)斗機的實用作戰(zhàn)高度也就是15公里（15000米）左右，高空偵察機才會在20公里（20000米）左右直線一般平飛。

對于火箭氣動推進的普通空空導(dǎo)彈來說，在這個范圍機動作戰(zhàn)也有挑戰(zhàn)。為什么？因為空氣密度、壓力都只有海平面的1/10，氣動舵面的效率嚴(yán)重下降。

不過對于像2003年服役的AIM-9X第四代“響尾蛇”、2013年服役的霹靂-10這些第四代近程格斗空空導(dǎo)彈來說，都已不是太大的問題。

因為它們都配備了推力矢量技術(shù)（燃氣舵）——四塊導(dǎo)流翼片被放在發(fā)動機噴口后方，通過四塊翼片的擺動來控制噴氣方向。

這是為了有效對抗現(xiàn)代高機動目標(biāo)。但也為在超過15公里的高空作戰(zhàn)提供了不受空氣密度限制的機動調(diào)整能力。

另外，第四代近程格斗空空導(dǎo)彈的氣動結(jié)構(gòu)也從早先的前鴨翼控制改為全動尾翼，前翼現(xiàn)在是固定的。除了推力矢量，還有鴨翼后的側(cè)推微火箭。這些都提高了敏捷性和在高空精確氣動力控制的可控性。

不過，在高空作戰(zhàn)，這對以體積重量小、動力充沛的一次性導(dǎo)彈還可以改進。對有人飛機本身來說，在高空作戰(zhàn)依然有一定挑戰(zhàn)。

因為高空大氣密度低，升力系數(shù)低，發(fā)動機效率降低，只能以速度獲得升力，機動性很差。很多人都想象不到高空僅剩1/10的稀薄空氣對氣動與機動能力帶來的巨大變化。

現(xiàn)代噴氣戰(zhàn)斗機的實用升限，一般都在18公里左右，但這時的爬升率也降到了每秒僅剩5米——海平面是每秒330米，相差66倍。

在15公里之上高度作戰(zhàn)，每爬升1000米甚至600米都需要一分鐘甚至幾分鐘時間，操縱非常費力，令人感覺飛機幾乎是靜止了一般。

這次大批美國民眾的手機錄像，以及多家美國電視媒體的鏡頭，都在直播中拍下了氣球被擊落的畫面。看似四平八穩(wěn)的畫面和軌跡，其實發(fā)生在18公里高空。

F-22的實用升限是19公里，這次發(fā)射導(dǎo)彈的高度是17700米。氣球目標(biāo)垂直高度差是2公里，發(fā)射時F-22和氣球估測距離是7公里。

F-22為保持高度需要1.5倍音速飛行，10多秒鐘就能飛掠。這些都接近飛機和導(dǎo)彈的可用極限了。

AIM-9X的實際有效射程12公里（迎頭）/7公里（尾追），而這些數(shù)據(jù)不可能是高空極限條件下取得的。所以，這一次攻擊對AIM-9X來說也快到極限了。

至于為何不用射程更遠的AIM-120中程空空導(dǎo)彈？因為AIM-9X的焦平面導(dǎo)引頭和激光近炸引信，是比雷達制導(dǎo)的AIM-120等中程空空導(dǎo)彈更理想的選擇。

因為氣球結(jié)構(gòu)的聚乙烯薄膜對雷達來說算是半透明的，雷達反射回波不明顯，而氣球下方懸掛的設(shè)備尤其是桁架，卻是雷達反射的強目標(biāo)。

發(fā)射雷達制導(dǎo)的AIM-120，大概率會擊毀桁架設(shè)備，氣球反而安然無恙。這就不符合要求了——所以必須考慮擊毀氣球而盡量不損傷設(shè)備的方案。

AIM-9X的像增強紅外焦平面陣，不再是單一點狀的紅外導(dǎo)引頭，不需要強烈的紅外特征，只要有溫度差，就能識別。也可有效區(qū)分真正的目標(biāo)和紅外誘餌。

這些設(shè)備和條件，才能有效抓住雷達特征和紅外特征都很微弱的氣球。當(dāng)然，對殲-10發(fā)射霹靂-10來說，也是一樣。都是技術(shù)可實現(xiàn)、但對飛行員仍有一定挑戰(zhàn)的科目。

據(jù)悉，該高空氣球于當(dāng)?shù)貢r間1月27日進入北美防空司令部視野，1月28日飄進阿拉斯加，30日飄過加拿大，31日飄到美國本土蒙大拿州，此后在美國本土繼續(xù)由西北向東南隨風(fēng)漂移了4天。

1月28日拜登就知道氣球的事，但他選擇不說。當(dāng)2月3日蒙大拿當(dāng)?shù)貓蠹圔illings Gazette發(fā)布照片報道之后，這事就瞞不住了。

據(jù)美國國防官員透露，最近幾年已經(jīng)有三次被認為是中國的探空氣球隨西風(fēng)帶飄進美國領(lǐng)空，但美國都選擇不對外公布。其中前兩次發(fā)生在川普執(zhí)政期間，第三次發(fā)生在拜登執(zhí)政初期。

也就是說，美國政府和軍方，包括執(zhí)政時的川普都不認為這是一個事。但是，一旦這個事件被意外曝光，事情就變得復(fù)雜了。

美國內(nèi)部反對拜登的各方勢力，都在借助流浪氣球攻擊拜登政府的對華政策。政客們突然集體戲精附體，各種撒潑打滾，特別是共和黨人，叫得最歡，不停地吵吵著“打氣球打氣球”。

本來這事一開始就是美國鷹派惡意炒作，阻止布林肯訪華。后來很快都把美國民眾整破防了，如果不擊落任由其出境，拜登肯定坐不住。

在美國，關(guān)于中國的議題越來越敏感。有人說，“反華”已經(jīng)成為美國各方勢力之間少有的共同語言。這話雖然有些夸張，但不可否認的是，對中國的敵意，確實已經(jīng)成為了美國國內(nèi)的一種政治正確。

既然是政治正確，那么就可以被人利用。所以，是非根本不重要。只要能打擊對手獲得利益，政客們就會爭先恐后地做到底。

2月初，中國連續(xù)發(fā)文喊話——中美脫鉤行不通，深化合作才是出路。美國務(wù)卿布林肯原計劃也應(yīng)在這幾天訪華，緩和兩國關(guān)系。結(jié)果搞出了一個氣球事件，布林肯想來也來不了了。

本來，雙方都有緩和關(guān)系的意愿。但在復(fù)雜的局勢下，能做到不被意外事件搞出“加速下墜”就不錯了。這個，確實是要表示遺憾的。

拜登其實不太希望談氣球及布林肯的事，一方面因為美國官方其實也從來沒有正式宣布過布林肯訪華。另一方面，新出爐的美國一月份就業(yè)報告出奇得好，拜登希望大眾能夠聚焦他的“經(jīng)濟成績”。

這次氣球事件，中美雙方都表達了強烈不滿和抗議。本已緊張的中美關(guān)系朝著更不確定的方向又前進了一步。美國國務(wù)卿布林肯因為氣球事件推遲訪華，可能只是前戲。

控制整個事件走向的關(guān)鍵是美國聯(lián)邦調(diào)查局（FBI）接下來對氣球殘骸的分析，美方將得以獲取大量素材。

所以這事沒完，劇情走向還有流浪氣球3。

總之，面對這種意外情況，正如中方所言，中美能否“保持定力，及時溝通，避免誤判，管控分歧”非常重要。

（作者：侯知建、唐駁虎；來源：昆侖策網(wǎng)，轉(zhuǎn)編自“華山穹劍”，原載“鳳凰網(wǎng)”）