天下武功,唯快不破——浅谈高超音速武器
今年的国庆大阅兵想必大家都看了吧,各种新式装备争相亮相,15式坦克,直20,新式步枪,DF17导弹,DF100导弹,攻击11无人机,无侦8无人机……让我们军迷大饱眼福之余,也让我们感到了祖国的强大,中国再也不是那个积弱,可以让人任意欺侮的国家了!
东风快递,使命必达!今年官方承认的东风快递,又来了两个新的物流型号DF100和DF17,让我们看一看这两个型号都有什么厉害之处。天下武功,唯快不破!这句话说明了速度在突防中的作用,高超音速武器一般是指飞行速度在五倍音速以上的在大气层内飞行武器,这时有些人就不明白了,弹道导弹速度可以达到25马赫,飞行高度也在大气层之外,论突防能力肯定是超过高超音速武器的,那我们研究他干嘛?仅仅让他多滑翔1000km?可这样一来,在弹头上投入的钱,完全跟我照另外一枚射程更远的导弹了啊!曾经我也抱过这样的疑惑, 其实不然,高超音速武器在突防方面还是很有优势的,高超音速武器的突防优势主要表现在3个方面:
1是它基本在大气高层飞行,飞行高度仅有30-80千米,末段高度可能只有20多千米,极大影响了传统弹道导弹防御系统的早期预警雷达的探测能力。以美国“铺路爪”为代表的早期预警雷达对远程和洲际导弹的探测距离高达数千千米,但对数十千米高度飞行的高超武器的探测距离只有数百千米。因此,弹道导弹防御系统对这类飞行器的防御效果就不得不大打折扣了。
2是由于它在大气层内受控飞行,可以通过改变攻角进而改变升阻比,通过控制倾侧角进行横向机动,相比传统弹道导弹呆板的弹道,具备不错的机动能力。加上高超音速的速度,导致对其拦截的难度大幅度上升,进一步削弱了传统弹道导弹防御系统的拦截能力。
3是高超音速武器的飞行高度可以低于弹导导弹,同时高于一般巡航导弹,要以来就刚好处于以爱国者反导系统为代表的中程地对空导弹系统的上限和萨德以为代表末段高空区域防御系统的下限,而且导弹拥有很高的机动变轨能力,很难拦截。
目前来说,高超音速武器的发展方向主要有两个,1是通过超燃冲压发动机作为动力的高超音速巡航导弹。2是通过弹道导弹助推器把高超音速滑翔飞行器送到高空,依靠高度和速度的助推—滑翔高超音速武器(DF17)。值得一提的,这两型武器的设计师都是女性,我看谁还敢说女子不如男


DF100


DF100如果我没有猜错的话,应该只是利用冲压发动机作为动力的超音速巡航导弹,这里让我们先了解一下冲压发动机,喷气式发动机的原理大家都很清楚,通过前面的风扇和压气机压缩空气,然后将压缩空气注入燃烧室,燃料在燃烧时中压缩空气混合后燃烧提供推力,但是人类是追求效率的,这个时候就有一个小机灵鬼想:“为了得到高压的空气,发动机前段还要有风扇和压气机,这样一来提高效率就很难了,要不我不要压气机了?”
设计师A:喷气式发动机的效率是有极限的,越是提高压气机效率,就越会发现喷气式发动机是有极限的...除非成为超越喷气式发动机的存在。
设计师B:你到底想说什么啊?
设计师A:我不要压气机了!

冲压发动机直接去掉了涡扇发动机中的风扇和压气机,连同后面的涡轮也去掉了,这结构真是太完美了。它内部几乎没有活动的部分,高速流从前端进入发动机之后,利用发动机内部通道截面积的变化,让高速流降低速度,从而提高体压力,接着压缩过后的气体进入燃烧室,与燃料混合之后燃烧,向后喷出从而提供推力。效率自然是没的说。而超燃冲压发动机,则是因为在高超音速飞行中要要想一下子把高超音速的气流降低到亚音速,气流减速增压所带来的高压强高温度会超过发动机材料承受极限。所以解决最好的办法就是以高超音速吸气后经过燃烧后马上高超音速喷出。这样发动机内滞留的静压静温就不会威胁发动机正常运作。比起冲压发动机,更适合高超音速飞行。
但是高超音速飞行就会迎来第二个问题,飞行器以高超音速在大气层飞行时会产生激波,大大阻碍飞行器的飞行,为此我们设计了乘波体,乘波体是一种适宜高超音速飞行的外形,其所有的前缘都具有附体激波。 乘波体飞行时其前缘平面与激波的上表面重合,就象骑在激波的波面上,依靠激波的压力产生升力,所以叫乘波体。但是完全的乘波体的容积的空间太小,肯定是不能用作武器的,所以现在的乘波体飞行体其实都是“类乘波体”

目前在这种高超音速巡航导弹领域,应该是中美俄三足鼎立,中国甚至可能会稍微领先美国。俄罗斯锆石巡航导弹据传在2016年就开始实验,17年4月15日进行的导弹试射实验中“锆石”反舰导弹首次达到了8马赫,现在锆石导弹已经装备在部分导弹驱逐舰上了,可见俄罗斯还是有点底子的。

美国的则是X51A,曾在2010年5月,2011年3月,2012年8月,2013年5月进行过四次实验,在2013年5月的最后一次试验中达到了最高速度5.1马赫(就属你速度最慢了),而且还必须通过实验载机专门投放,具有一定实验意义,但是实战价值不高,而再此基础的后续型号还要在2020年后才开始演示实验,美国在这方面有点落后了。

除此以外法国也有由欧洲导弹制造商MBDA和法国航空航天研究院onera合作的ASN4G,预期将会在2035取代ASMP-A超音速巡航导弹。

印度则有和俄罗斯联合研制的布拉莫斯2高超音速巡航导弹,

不过以我来看按照惯例,阿三肯定是被毛子坑了,投入的钱到最后变成了锆石导弹,据悉印度在今年6月12实验了名为HSTDV(高超声速技术验证器)的高超音速飞行器,不过根据后续情况来看,实验不出所料应该是失败了


DF17

DF17如果我没猜错的话,应该是采用钱学森弹道的高超音速滑翔导弹。
1948年秋,钱学森提出一种“助推-滑翔”式弹道,通过火箭发动机将导弹送出大气层,然后利用再入过程中临近空间的大气密度差让导弹产生升力,从而在大气层边缘实现滑翔飞行。

不过,除此之外,还有另外一种更早的“助推-跳跃-滑翔”式弹道,这种弹道在1933年被德国科学家桑格尔提出在一种被命名为“银鸟”的高超音速武器上

东风17新型常规导弹,完全由我国自主研制,能够全天候无依托、强突防,可对中近程目标实施精确打击,是新一代中近程打击力量的尖兵利器。(官方说法)DF17导弹的助推器是DF16的,以后完全可以换装在射程更远的中程弹道导弹或洲际弹道导弹上实现更远的射程。
同类型的武器国际上似乎也不少,俄罗斯在2018年12月26日进行了“先锋”导弹的最终测试工作,试验导弹从位于乌拉尔山南部的基地发射升空,在飞行大约6000公里的长程距离之后,成功命中了设置在勘察加半岛的靶场目标。

此外俄罗斯伊斯坎德尔导弹也具备这样的能力,

朝鲜版伊斯坎德尔的KN-23在今年7月25日的连续两次试射中(模拟实战,发射一枚后迅速机动再次发射另外一枚),韩方表示KN-23突破韩国雷达的探测,轨道不同以往,基本上已经可以判定KN-23可以按钱学森弹道或银鸟弹道飞行的能力,韩国的防空网受到极大威胁。

据我探测,无论是原版伊斯坎德尔还是朝鲜版的KN-23都拥有助推-滑翔的能力,那么乌克兰版伊斯坦布尔的雷霆2应该也具有同样的能力。

这方面美国的研究也不少,比较有名的是美国国防部国防预先研究计划局的HTV-2飞行器,不过在2010年4月和2011年8月进行了两次HTV-2飞行试验,但均以失败告终。

而另一个先进高超音速武器AHW则在2011年11月17日被美国陆军航天与导弹防御司令部/美国陆军战略司令部,成功地完成试射,AHW在位于夏威夷州考艾岛的太平洋导弹靶场发射升空,成功地击中距离发射场大约3700千米,位于太平洋夸贾林环礁的美国陆军里根试验场的目标。在此之前AHW一直不为人所知,可见美国的隐藏能力也是不小,好东西都藏起来了。不过在14年25日的第二次试射却是以失败告终。美国似乎有点落后啊


高超音速飞行器除了作为武器外还有其他用途,澳大利亚和美国合作的“高超音速国际飞行器研究计划”HIFiRE,研究效费比更高的空间进入方式,如今已经实验多次,还有德国的“锐边飞行实验”SHEFEX,在2005年首次实验成功,主要用于对未来航天器的研究。
在可预见的将来,高超音速飞行器将会遍地开花,一方面会给传统防空系统带来极大挑战,另一方面,也有可能促进航天运输技术的进步,我由衷的希望好的技术能和平的利用到探索太空中,人类迟早是要离开摇篮的,窝里斗是最没有意义的。

我是原终极侧位35姬,那个账号在更换捆绑手机号的时候丢失了。原来的粉丝们可以现在关注这个账号。 新人渣作,文笔不好,觉得不好的,求轻喷,如有错误,请在评论区留言或者私信。本来这一期是不准备写的,不过居然有人催更,我深受感动,熬夜码出来了,谢谢,跪求三连!

