近期中国一口气展示了三款高超音速飞行器—— MD-19、MD-22、MD-25出来。这说明中国的高超音速技术和研发完全成熟,已经在进行衍生和横向发展。这就好比饮食需求,如果你都吃不饱饭挣扎在饥饿边缘,你会说明天我家做满汉全席吗?
在中国高超音速武器"三驾马车"齐头并进的时候,对应的是美国在高超音速武器研发上相对于中俄两国的严重滞后。
美军12月12日在佛州卡纳维尔角才刚刚完成了LRHW“暗鹰”高超音速导弹的全面飞行测试,首次实现“端对端”的飞行测试,即第一次通过远距离控制,将运载装置上的导弹成功发射出去,换句话说之前所谓的成功发射都是未达到实战状态的。
美军对这款高超音速导弹的装备计划是2025安装在朱姆沃尔特级驱逐舰的A炮位上,2029年安装在维吉尼亚级攻击潜艇上。
美军的暗鹰高超音速导弹由两级固体燃料助推火箭组成,导弹直径约为0.87米,长度在12米左右,重量约7.4吨,最大速度超过5马赫,最大射程5000公里,可以由陆基机动发射车、水面军舰和潜艇来发射,命中精度0.15米。
看上去性能是相当不错的,那是因为没有比较。
从外形看,中国在国庆节前夕发射的“东风-31甲型”高超音速弹道导弹,重量达42吨,长度为13.5米,直径2米,射程可达10000公里。袖珍的美军暗鹰高超音速导弹在“东风-31甲型”面前犹如武大郎遇到武二郎,不在一个级别。
从技术看,暗鹰高超音速导弹就是一款轴对称的高超音速滑翔弹头,这种结构的滑翔性能比较差,相对于我国东风家族的乘波体落后不少。所谓乘波体通俗的讲,外形是流线形,飞行时前缘平面与大气层边缘重合,依靠高速时大气层的反弹产生升力,如同在水面上打水漂。
乘波体的优势是速度快,轨迹难以追溯,即便你的速度超过我,但想拦截我也非常困难。
最后从时间上看,我国公布这三款武器的时机与其说是恰如其分,不如说是杀人诛心。正当美国人手舞足蹈庆祝自己的首款高超音速导弹暗鹰成功的时候,我们直接拉出一串,自己看。
美军暗鹰高超音速导弹性能大致与中国2015年时的技术相当,差不多落后9年左右。
更何况中国展示的三款高超音速武器不是导弹,而是高超音速飞行器,难度远远超过导弹。如果把高超音速导弹比作一支箭矢射出去,那么高超音速飞行器就是把一个风筝以箭矢的速度扔出去。
我国这次公布的MD-19是全球第一架高超音速无人机,M长度大约在2.5-3.35米,利用双尾蝎无人机(TB–001)或高空气球释放后自主飞行,能在20公里的高空,以5马赫以上的速度飞行。飞机追不上,导弹打不了,在传统防空系统中犹如无人之境。
MD-19真正的创新在于完成高超音速飞行后,还能平稳降落在传统跑道上,重复使用。这项回收技术不仅是全球首例,而且成功解决了一直困扰高超音速无人机的成本问题。
除了这些让人瞠目结舌的参数,最让人窒息的是MD-19的试飞时间居然是在6年前,这领先的步子也太大了。美国人气得说我们:“步子迈大了会扯着蛋。”
如今的MD-19经过不断改善,更是今非昔比,能在高超音速状态下进行过载机动,就是我们俗说的拐弯,或叫飘逸,专业名词叫变轨。
我国公布的第二款高超音速武器是无人机MD-22,在2022年珠海航展时就已经公布过,从形状到姿态可看出MD-22是MD-9的放大版和衍生版。从无到有很难,但有了第一个,再改进那就容易多了。
珠海航展时,MD-22当时公布的数据相当炸裂:长约10.8米,宽4.5米,起飞重量约4吨,最大载荷系数约15%,适用马赫数0-7,最大航程可达8000km航程,以至于外媒看了这些参数后直接说我们不厚道,在忽悠人。
我国公布的第三款高超音速武器是MD-25,相对于前面两款,这款武器不是无人机,据说是能载人的亚轨道轰炸机,轰-20的真正原型机。
MD-25能从高超音速无人机跨越到高超音速载人飞机,这是因为我国科研人员另辟蹊径,打破了高超音速飞行器固有的纤细流线型,设计出了宽体胖机身,搭配背部大大的翼面结构。
正常来讲,飞行器体型越大,飞行时受力面越大,承受的阻力也越大,成为飞行器爬升能力的最大障碍。面对高超音速飞机尺寸做不大的全球性难题,我国的科研人员广开思路,设计出了能将向下的压力转化为向上升力的,前鼓后凹的宽体胖机身——HCW机翼构型。这种设计巧妙地利用激波耦合实现增升,使飞行器的升力提高了30%以上。
想不到一不小心,我们居然在高超音速飞行器的发展上领先了美国半个身位。
美国在高超音速研发方面是起得最早,却赶了一个晚集。
这是为什么?美国贪大求全,好大喜功,最终折戟沉沙!
早在2004年美国就突破了氢燃料超燃冲压发动机技术,实现了最高速9.6马赫的飞行,2013年实现了成本更低廉的煤油燃料超燃冲压发动机稳定工作210秒,速度5.1马赫。
2004年和2013年的成功给了美国很大的信心,加上在涡扇发动机上的领先全球,美国以为在超燃冲压发动机的研发上将再次复制涡扇发动机的成功案例,所以孤注一掷全力投入到航空煤油超燃冲压发动机的研发上。
美国认为动力是一切飞行器的根本,解决了动力,导弹、飞机、火箭的高超音速都能实现。但20多年过去,美国依旧未能解决超燃冲压发动机的稳定燃烧。超燃冲压发动机的运行方式是通过激波压缩,首先让燃烧室内气流速度超音速,再释放出去。
这种让发动机一张一弛的模式,相比目前稳定输出功率的发动机,在材料、稳定性、耐爆性上要求高多了,结果美国的这种发动机到现在依旧是要么熄火,要么就喘振,一直没有搞成功。
中俄走的路子不一样,特别是中国,不知道哪一条路好,干脆两条腿路。既发展超燃冲压发动机,又根据钱老的理论研究滑翔高超音速飞行。
2014年中国推出了第一款高超音速飞行器WU-14,当时的美国还不以为然,因为WU-14的体积太大,常规战场用不到。眼看滑翔高超音速技术大个头的特点,美国更专注于能灵活装备各种平台的超燃冲压发动机。
到了2017年,中国推出短小精干的滑翔式DF-17,美国有点慌了,因为他们的超燃冲压发动机经过多年研究,依旧遥遥无期。不久俄罗斯也装备了同类型的武器“匕首”!
2018年,美国再也坐不住了,滑翔高超音速技术的LRHW“立项”,但此时美国不仅先机已失,而且,美国心态崩了,一味求快,结果怎么都搞不好!
一个是用计算机模拟与设计高超音速条件下的湍流,中国用的是实体JF-12风洞,有什么搞不懂的,或有什么问题,吹一吹也就明白了。美国人图省事省钱,试图全部软件化,结果是再次花费了大量人力物力却没有搞出湍流模型。
二是耐高温的透波材料。飞行器高速飞行时与大气摩擦不仅产生高温,还因为高温使空气分子发生电离,在飞行器表面形成电离层,隔绝一切信号波。这就需要一种既耐高温,又不产生电离层的材料。
美国人试了很多种金属材料也没有解决,我国宣布用纳米陶瓷完美解决了耐高温与透波的矛盾问题。但在我们公开材料后,美国也不敢跟,能保证我们说得是真的吗?
如今美军在研的有ARRW(空军)、HAWC(空军吸气高超)、LRHW(陆军高超)三种高超音速飞行器,但到现在为止还没有任何一款达到了服役状态。中美在高超音速技术的发展上已经攻守易位。
发表评论:
◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。