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俄竞相发展超高音速武器将彻底改变战争面貌

发布时间:2019-03-28 20:13:57

美国X-37B轨道试验飞行器想象图

7月21日,本报《军事科技》以“航天飞机将谢幕,空天飞行器欲登台”为题,深入解读了“太空舞台缘何高密度竞技上演新一轮‘兵器秀’”,引起了媒连锁反响。本期我们特邀有关专家再发新篇,对“高超音速作战平台如何挑战现有联合作战体系?”做进一步阐释。

飞的更高,飞的更快,

俄竞相发展超高音速武器将彻底改变战争面貌

一直是人类孜孜以求的梦想。然而,和平发展与军事对抗一直成为超越任何技术范畴和领域的重大课题。

2010年4月22日和2011年3月5日,美国先后成功发射两架X-37B轨道试验飞行器,其中对所携带的新型HTV-2高超音速无人机等多项高超音速关键技术进行了验证。据悉,HTV-2、X-37B和X-51等都是美“全球快速打击系统”计划的重要组成部分,它们的成功试飞标志高超音速时代已悄然来临。

空天发力推动第三次技术革命 高超音速技术是指以超高音速飞行技术为基础、超过5倍音速以上的飞行技术。高超音速飞行器航程远、速度快、性能超卓,被称为是继螺旋桨、喷气推进之后航空史上的第三次技术革命,并将对未来战争和军事变革产生深远的影响。

为争夺技术霸权和军备竞赛的需要,美国曾提出多个高超音速飞行器发展计划,如“空天飞机”计划等,但因存在技术、经费和管理等难题而中途夭折。然而,由于关键技术不断取得新突破和需求牵引,美国对高超音速飞行器计划不断做出调整,确立了分阶段逐步发展思路,并选择巡航导弹为突破口,而后转入其他飞行器及天地往返运输系统。目前,美高超音速巡航导弹计划已进入工程研制阶段,海军、空军、国防高级研究计划局等均在推进多项研究新计划,重点目标是研制速度6-8马赫、射程达6000千米左右的高超音速巡航导弹。同时,以高超音速飞机、吸气式航天运载器为应用背景的高超音速系列飞行试验也在加紧进行中。

俄罗斯在高超音速技术领域一直处于地位,早已拥有闻名世界的“白蛉”“宝石”等多种冲压发动机推进的先进导弹,它们为高超音速技术发展奠定了坚实基础。目前,俄高超音速新技术已进入飞行验证阶段,正在研究规划更接近实际的发展布局。此外,俄还在研制“新一代发射技术”高超音速试验飞行器,将采用氢燃料超燃冲压发动机,可达6~14马赫。

四大关键技术带来划时代突破 高超音速飞行马赫数范围很宽,要跨越亚音速、音速、超音速3个阶段,才能进入高超音速阶段。当飞行器从稠密大气层冲向稀薄大气层时,空气密度的巨大变化会给飞行器设计带来巨大的困难,所以必须突破四大关键技术。

高超音速推进技术。目前各国发展高超音速技术,主要选用超燃冲压发动机作为推进系统。其中,超燃冲压发动机的一个技术困难就是飞行器必须达到一定速度才能启动,这要有助推器提供初速才行。因此,对于高超音速飞机、跨大气层飞行器和空天飞机而言,如何实现固体助推火箭与超燃冲压发动机的组合便成为一大关键。

一体化设计技术。主要通过飞行器与推进器两者相互作用获得尽可能高的飞行器气动和推进性能、稳定性与控制特性。飞行器机体和推进系统的一体化设计,是整个飞行器性能的关键,而且马赫数越高,问题越突出。

高超音速空气动力学。飞行器在以高超音速飞行时,气动加热非常严重,能使附近的气体分解和电离,形成复杂的混合气体,这要求必须综合解决真实飞行环境下气动力与热特性的难题。

结构材料技术。长寿命、耐高温、抗腐蚀、高强度、低密度结构材料应用,对研制高超音速飞行器至关重要,要求材料和结构技术必须取得重大突破。

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