乘波体(Waverider)的技术概念与Z高达的诞生

乘波体（Waverider）的技术概念

乘波体（Waverider）是一个高超音速飞行器的设计概念，采用此设计的机体的超音速升阻比将会得到提高，超高音速飞行器飞行时会产生一个升力面的冲击波。这种现象称为“产生压缩升力“。迄今为止，唯一使用这种技术的有人驾驶飞机是Mach  3 和XB-70 Valkyrie。

对于Mach 5和更高速度的超音速飞机，Waverider的乘波原理仍然是经过充分研究并证明是可行的设计，尽管目前还没有进行实用化的量产。波音X-51冲压发动机验证机于2010至2013年进行了最后试验飞行，证明实际可行的速度达到5.1马赫（5400公里每小时或3400英里每小时）。

Waverider的设计概念最初是由贝尔法斯特女王大学的Terence Nonweiler（在格拉斯哥大学担任航空工程系主任，后来成为工程学院院长。他一直被誉为乘波技术的先驱。）提出的，并于1951年首次在出版物中描述为“可再入飞行器”。

 它由低机翼载荷的三角翼平台组成，以提供可观的再入接触表面积以分散再入的热量。限于当时计算机模拟技术的不成熟，Nonweiler只能取得一个相对现代3D气动模型大大简化的2D气流模型，他注意到，飞行器超音速飞行产生的激波前缘平面与的机翼上表面重合，就象骑在激波的波面上，依靠激波的压力产生升力。

DF-17与乘波体（Waverider）技术的运用

在国庆70周年阅兵上亮相的我国高超音速飞行器（HGV），DF-17也采用了Waverider构型设计,即乘波体技术。理论上高超音速滑翔载具比常规弹道导弹更容易避开弹道导弹防御系统，这种机动性可以达到躲避目前所有反弹道导弹的超越性突破。

早在2014年，DF-17就已经开始试射，于2014年1月9日首次测试，美国国防部当时给DF-17的弹头部分起的代号是WU-14，在当时就被美国军方定性为一种高超音速武器。

据美报道，从2014年1月9日第一次试射到2016年4月22日共进行六次试射，2016年4月22日的试射为第六次成功试验（the sixth successful test），意味着此前六次全部成功。

乘波体的技术优势

1) 乘波体外形的最大优点是低阻、高升力、高升阻比， 其上表面没有流场干扰，没有流线偏转，激波限制在外形的前缘， 使得在可压区中下表面上的高压同向上倾斜的外形一起组合， 获得整个外形上的推力分量。

2) 乘波体外形在偏离设计条件下， 仍能保持有利的气动性能。

3) 乘波体外形更适合使用喷气发动机或冲压发动机。乘波体下表面是一个高压区，是发动机进气口的极佳位置，并且发动机的下表面还可以与乘波体一起融身设计，使其不损失进气口阻力。

Waverider技术与Zeta Gundam的诞生

早在格里普斯战役之前NRX-044就已经作为高性能可变MS（TMS）被部署在大气圈内，作为无需借助辅助飞行系统就能自行在地球大气层飞行的TMS，借助其优秀的气动性即使能在对付没有飞行辅助的高性能MS例如RX-178 Gundam Mk-II和MSN-00100时也显得十分强力，不落下风。

与NRX-044注重大气圈内的气动优势不同，Zeta Gundam在设计之初就以能够单机不借助辅助设备从近地轨道高速突入大气圈作为硬性设计要求，A.E.U.G.作为正规军中的非主流派系在秘密调配MS时往往在机体的质量与数量上都受到限制，在常规军力无法与Titans匹敌的情况下必须要获得新型MS开发上的自主权，同时A.E.U.G.高速游击作战的要求也要求新型机必须具有高速突破立体作战的能力。

但是对于当初的A.E.U.G.来说，作为小派系却要求AE开发远超当年技术规格的最新锐MS并不是容易的事情,特别是单机高速再入大气圈的要求更是难上加难,AE的技术人员提出了运用Waverider(乘波)技术作为Zeta Gundam高速再入大气圈的解决方案.

FXA-00作为采用乘波技术的飞行装甲虽然成功搭载RX-178 Gundam Mk-II成功突破大气圈平安抵达地面,但是FXA-00在低空的空气动力性能极差,对于在大气圈内有飞行要求的Zeta Gundam来说必须结合FXA-00取得的数据进行设计上的优化.

Zeta Gundam 早期型（Waverider模式）

Zeta Gundam 前期型的主要设计思路是利用Waverider模式下，乘波体外形高速低阻分散热量的优势来高速突入大气圈，得益于WR原理的优势，机体在突破电离层之后仍然可以保持5-7马赫的高速飞行。

虽然Waverider模式下吸取了FXA-00的经验,已经将空气动力学外形设计的可以适应大气圈内一般的巡航飞行要求，但出于大气圈内航空战斗力的要求，卡拉巴提出需要更稳定的大气圈内飞行用改型。

应卡拉巴的要求，开发了FXA-01K飞行装甲，代号是“Wave Shooter”，可见翼面积进行了扩大来提升大气圈内飞行所需的升力并提高低速巡航的安定性，此型扩大的翼面后来也被Zeta Plus所继承

Wave Shooter的飞行装甲在MS形态下采用的折叠方式类似于后来Zeta Plus采用的方案，可见底部的为大气圈内飞行设计的空气动力冲压式航空发动机。

与前期型（下图）排布方式的不同显而易见

Zeta Gundam 中/后期型（Waverider模式）

Zeta Gundam 中/后期型的主要设计目标是统合宇间作战与突破大气圈之后的航空内作战要求,机体部分的扩张有助于提升大气圈内飞行时的升力,同时在突入大气圈内也有稳定机体的功效,同时提升了发电机(APR-75-Z4)出力以提高大气圈外的机动性.

后期型还在腿部装设了多用途挂架

虽然运用了再入时运用了Waverider技术降低了摩擦阻力,但是作为直接进行摩擦的表面,Gundarium γ合金为主体的飞行装甲层表面承受的热量仍然会非常之高,所以又在表层额外敷设了超耐热陶瓷合金材料制成的块状隔热甲,由于表面磨损和消耗的关系这些隔热甲需要定时更换,就想旧世代航天飞机采用的陶瓷隔热板一样,虽然单纯看价格来说成本很高,但是相较于更换整块Gundarium γ合金制成的主装甲板,相对来说反倒降低了成本.