什么是高超音速飞行武器?
高超音速导弹是导弹武器攻防发展的一个新的阶段,在这个阶段中,中俄两个国家走在世界的前列,美国的发展逐渐减速,导致目前在高超音速导弹武器方面,美国的劣势较大,中俄都有拿得出手的高超音速导弹,比如东风17、匕首导弹等。
图为东风17滑翔式高超音速导弹。
导弹从诞生的那天开始,导弹的攻击和导弹的防御就成为一个永恒研究和进步的课题,在这个螺旋式上升的技术发展中,最早导弹的攻击无法拦截,世界各国只能竞相发展攻击性导弹,这个趋势一直持续到上世纪70年代,当时第一代可以对导弹进行拦截的防空导弹出现并且服役,也出现了海标枪防空导弹成功拦截伊拉克反舰导弹的案例,从当时来看,防空导弹确实可以精确对战术巡航导弹进行拦截。
图为东风17导弹,他是世界上第一批公开展示的滑翔式弹头高超音速导弹,射程1800-2200公里,具备机动变轨和隐身、高超音速突防能力。
但是对弹道导弹的防御一直都是非常困难的事情,如今美国发展了爱国者3、标准3、KEI、GBI等拦截导弹,建立了战略级、战区级、战术级的反导防御体系;俄罗斯也发展了A35、A135、A235等战略反导体系,使用53T1等拦截弹,包括我国也发展了一些反导拦截弹药和系统,这才把对弹道导弹的防御成为了比较可靠的事情,正式成为一种可以依靠的防御手段。
图为美国研发的高超音速飞行器。
如今,对巡航导弹可以用防空导弹拦截,对弹道导弹可以用反导拦截弹进行拦截,于是各大国又开始从攻击性弹药上动脑子,发展出了高超音速导弹。高超音速,顾名思义就是以非常高速的飞行速度进行飞行,这个速度起码在5马赫以上,这个速度是导弹的突防状态的速度。广义来说,洲际导弹和射程超过2000公里的中程弹道导弹都有末端高超音速的能力,因为他们的弹头在末端垂直落下的速度往往超过了5马赫。
图为美国研发的高超音速导弹武器。
但是这种导弹只是在末端进行高速飞行,高超音速导弹要求导弹在早期飞行中就完成加速,以高超音速飞行完全程,以达到成功突破防御、缩短敌人反应时间、降低敌人拦截系统效能的作用,其实如果导弹能够实现全程5马赫飞行,那么目前世界上所有的拦截系统都会对其无效。从这个角度来看,高超音速导弹因其目前无法被拦截,因此完全可以成为改变战场胜负的关键兵器。
图为俄罗斯锆石高超音速反舰导弹。
图为我国的凌云高超音速导弹。
俄罗斯为此发展了先锋高超音速战略导弹、匕首高超音速空射弹道导弹、锆石高超音速反舰巡航导弹,我国则发展了东风17滑翔式高超音速导弹、凌云系列火箭助推/空射型高超音速导弹、星空2高超音速弹道导弹等武器,这些弹药的出现已经把世界带进了高超音速时代。而美国也早已经从上世纪90年代开始对高超音速武器进行了研究和发展,如今也拿出了X51A等高超音速飞行器,可以断言,未来的战场必定是机动式高超音速导弹的天下。
什么是高超音速飞行武器?
HyporveIocⅰty.Guⅰⅰded.MissⅠeSyetem/或HⅤM[高超音速导弹武器]
是一種可在大気层边缘滑翔的新型前沿高科技武器系统、测試飛行速度达10馬赫以上。
分全程和末段超高速兩種摸式。据2017年12月28日美國《外交家》杂志社网站首次报道:“中國試射了一杖代號“DF17”的新一代HVM/超高速彈道导彈、射程1800~2500Km、并击中目标、莸得成功、该型导弹可搭载核/常兩種彈头、其再入器采用超高速滑翔技术……”。据俄罗斯《塔斯社》报道:俄罗斯成功試射“Avangard/锆石”(也有外媒称“匕首)的20馬赫高超音速导弹武器、采用SS-19洲际导弹助推器射程达6000英里……
美國媒体也公開报道称:“俄罗斯20馬赫高超音速导弹武器是无法拦截先進导弹技术、美國在HVM高超音速导弹竞争中远远被甩在后面。”美國是最早提出“60分锺快速全球打击計划”,早期与“洛克希德-馬丁”公司签署“X-51A-乘波者”超高速武器研製含同、然而“x-51a”进展缓慢……美國的第二套超高速导弹试验AHW也进展不顺利、两次发射均告失败……
以美国的航空航天科技实力、不久的将来肯定会有超高速弹道导弹出现、中国、俄罗斯在超高速弹道导弹研发一路领先、将来会在“超高速弹道导弹领域”形成三足鼎立的局面。
什么是高超音速飞行武器?
说起飞机行业的发展,国际上众多国家的飞行机都是大同小异,无非就是一款飞行器加上其他的科技系统组合而成的,轰炸机是这样,战斗机也是如此。关于飞行器的拓展就直接关系到一个国家军事素质的关键钥匙,那么中国高超音术飞行器发展如何?一些专家给出答案:如果中国利用这种技术的话,可能会突防世界第一。
中国军事力量从建国以来就在不断地提升和壮大,以第一颗原子弹的爆炸就注定的中国这个国家的军事素质在未来会很强大,一些简单的实例就足够证明中国空军的努力不是白费的,论到飞行器的发展,中国的战机大多采用科技感很强的飞行器作支撑,但是有一些不是自主研发而成的飞行器,有一些是引进国外的科学技术组合而成的。
超高速飞行器在当今世界被称为航空作战的必杀技,它所具备的能力是很多轰炸机和战斗机所达不到的,在速度上就无法超越,该飞行器的最大速度可以达到400米一秒,相比普通战斗机的速度的4倍左右,可以穿越大气层的100千米高空进行观察和出击。
这也是称为了当今世界发展超音速飞行器的主流,它作为一款具有重大影响力的飞行器,主要的任务就是为了帮助航母和配合其他战机共同作战,一般的演戏都是携带导弹快速到达目标地点进行轰炸,能够快速的撤退和掩护友军,装配反雷达监测系统能够更好的隐蔽自己,一般陆地上的雷达是监测不到的。
美国的军事力量算的上是当今世界第一,无论是航母还是超音速飞行器那都是世界上最好的了,因为跟随美国的军事主流,很多国家都在效仿美国研发高科技飞行器,超音速就是属于其中一款,美国的超音速飞行器喜欢把音速导弹装配进去,因为美国的军方认为把两者巧妙的结合起来就能组合成一个很强的动力系统,俗称为的:好汤必须配好料。
美国的飞行器发展历史虽然很久远,但是中国作为当今世界最强大的发展中国家,现在已经能够通过自主研发的阶段去制造超音速飞行器了,而且科学技术足够能让中国的超音速在世界鼎立。中国的飞行器发展将来一定会比美国的更加厉害,现在的美国飞行器已经奈何不了中国了。
什么是高超音速飞行武器?
谢邀,这个概念并不复杂,而且是个相当老的概念,一般的认为超过马赫6的高速飞行武器(导弹)都被归纳到啦高超音速武器的范畴内。
先看一个图片,注意这个图片上的Logo
这是二战期间纳粹德国研究建造的一型高超音速轰炸机,代号叫做银鸟。
当时的设计是在地面上利用助推火箭在滑轨上将这架轰炸机推进到1930公里/时的的速度,然后在空中打开它的主火箭发动机上升到海拔145公里的高度。这时候“银鸟”将获得21800公里/时的速度。在地球的引力下,这架飞行器将逐渐地落入平流层,在那里不断增加的空气密度会对飞机平坦的底部产生升力,最终导致它“反弹”并再次升高高度,这种模式会重复。因为空气阻力的存在,“银鸟”的每次反弹都会比前一次更浅,但仍然可以计算出“银鸟”将能够穿越大西洋向美国本土投掷大约4吨的弹药。投弹后这架“轰炸机”将继续滑翔,飞过太平洋于日本的某个秘密基地降落。
但是,由于当年德国战败,这个设想就仅仅停留在纸面上。如果对军事稍微熟悉的粉丝也可以看出来,“银鸟”不会成功。由于时代的局限性和当时对激波并没有深入的了解,“银鸟”的气动布局在第一次落入平流层就会解体。根本不可能完成其设计目标。
但反复弹跳这个概念是不是大家很熟悉呢?这就是“打水漂”弹道。
后来更均衡的释放势能的“地蹴遛”弹道在理论验证中更符合应用特性,这也就是“钱学森”弹道。
提出“打水漂”弹道的Eugen Sänger后来为法国工作,在他的后期设计中,逐渐也不“打水漂”了。
致力于在合适的高度上,缓慢地释放势能转化为动能。其实现在高超音速武器已经被“钱学森”弹道一统江山。
知道了这个背景信息,估计大家也就了解什么是高超音速武器了——就是利用钱学森弹道获得高于六倍以上音速的武器系统。它是一种有着比远程弹道导弹更小的体积和重量、更快的发射准备时间,更灵活的发射地点,和不逊于大型弹道导弹的射程的武器。在现在的应用中,各个国家都在积极地研制马赫10以上飞行速度的高超音速武器。
但是要注意的是,别太神话高超音速武器,在它之上还有一个更高等级的存在——天基动能武器!
同时,它在同等射程内,并没有现在的远程弹道导弹的突防能力强。
什么是高超音速飞行武器?
顾名思义高超音速武器就是利用高超音速(hypersonic)飞行原理并搭载武器的导弹。早在二战时期,德国科学家桑格尔便提出理论设想,当时他的设想是在高层大气中滑翔,从欧洲发射横跨大西洋攻击美国本土。钱学森在桑格尔的基础之上又提出自己的理论,也就是“钱学森弹道”。然而由于当时的技术所限,这些设想仅停留在纸面,直至2000年代,高超音速武器从设想变成现实,而且其极速的特性让任何形态的反导系统失效。东风-17的公开亮相也标志着我国也拥有高超音速武器。
高超音速武器主要包括两种形态,一类是高超音速滑翔飞行器(HGV),它主要搭载与速度极快的载具,发射到大气层外释放,并利用地心引力和自身发动机加速返回地面,通知还能做出滑翔机动对准目标,其速度能突破10马赫。另一类则是高超音速巡航导弹(HCM),这是在大气层内发射的导弹,它和巡航导弹类似,速度能达到6马赫。
早在2014年,美国便探测到我国有一枚弹道运载火箭试射高超音速滑翔飞行器。随后我国国防部也证实了这一消息。2017年,央视栏目报道我国的一款JF12激波风洞测试系统,它能吹出9马赫的模拟风,温度更是高达3千摄氏度。此后美国还多次侦测到我国试射高超音速发射消息。在刚过去的“十一阅兵”中,公开亮相的东风-17射程在1800~2500公里,这也是全球首款搭载高超音速弹头的弹道导弹。
此外美国也进行过高超音速飞行器测试,例如X-43和X-51乘波者。
什么是高超音速飞行武器?
据美国《军事观察杂志》12月29日刊文报道称,美国空军旗下高超音速武器洲际飞行器项目,自浮现出更多新细节。据悉,该飞行器通过多任务模块设计,可遂行侦察、常规及核打击在内的多种作战任务,将与下一代隐形轰炸机及侦察卫星互为补充。而美媒也将矛头指向中国,声称此举将打破中国在此领域的技术垄断,以此使得美国在此领域占据绝对优势地位。
美媒在报道中提到的“Mayhem”计划,意为一次性吸气式高超音速多任务演示验证飞行器,由美国空军研究实验室于2020年8月中旬首次公布。目的在于通过该计划,寻求一款超过目前超音速能力范围内、有效载荷更大、可遂行多种作战任务的飞行器及推进系统。
重点领域集中两方面,一是推力开发与地面测试、二是超燃冲压发动机的设计与集成。而在2021年12月中旬,美国空军研究实验室又公布新版Mayhem计划,项目名称改为“高超音速多任务情监侦与打击”。即要求该款高超音速飞行器能够遂行情报收集、目标监视、战场侦察及打击等多种作战任务。
旧版Mayhem计划过分侧重高超音速导弹及推进系统,而新版Mayhem计划则转而强调能遂行多种任务的高超音速飞机。而透视目前美国国内符合这一需求的代表产品,当属洛.马公司下属臭鼬工厂于2013年11月初推出的SR-72项目。
SR-72高超音速隐身无人机,脱胎于黑雨燕/HTV-3X及HTV-2高超音速验证飞行器等项目。而在洛.马公司产品序列中,则隶属于SR-71高空高速侦察机的衍生产品,这便是它被称为“黑鹰之子”的缘故。该机长超过30.5米、能和常规飞机一般在普通跑道上起降,采用双发设计、最大巡航速度可达6马赫。
据洛马公司公布的概念图来看,SR-72采用无尾式翼身融合体布局,有利于减少在高速飞行时的阻力,此外则是满足隐身指标。该机拥有突出的脊背、由头部延伸至机身后段、最终融合于大后掠角三角翼,如此设计可增加该机方向稳定性,并能在高速巡航阶段提供更多的升力。
此外则是该机拥有类似F-16的“边条翼”、从大后掠角边向后延伸出一段后,转为与机身平行的直角,最后与后掠角稍小的机翼相接连。此举是想借梯形边条所产生的涡升力,以此提升该机在低速段的飞行能力。
SR-72若想达成巡航速度6马赫这一飞行指标,势必要在推进系统上下一番大功夫才能满足。而就目前技术手段而言,还没有一款常规的吸气式发动机能胜任马赫数0~6速度范围内的推进任务。
鉴于此,在推进系统总体设计上,洛.马公司采用类似HTV-3X的TBCC发动机模块。在马赫数0~3速度范围内,由低阻力小型涡轮发动机(研发专用高速涡轮发动机费时费力,且资金投入巨大,因此洛.马直接选择与AeroJet公司合作)来实现;而在马赫数3~6速度范围内,由亚燃/超燃双模态冲压发动机来实现。
出于减少阻力的考虑,该机采用共用进气道与共用尾喷管的设计。这一推进系统的技术难点在于如何实现双模态转换,至于解决措施可谓是五花八门。如在涡轮发动机进气口喷射低温冷却气体,以此改善涡轮发动机在高速飞行阶段的工作条件。
此外则是在冲压发动机内部安装小型火箭,利用火箭工作时喷射出的高速气流的引射抽吸作用,引入空气进行二次燃烧。还有一点则是改进双模态冲压发动机自身结构,使得发动机在亚燃状态下可获得更低的启动速度等。
就目前而言,洛.马公司已开发出涡轮发动机与冲压发动机之间相互实现模态转换的方法,至于可靠性及是否满足实际需求,目前则尚未披露,仍处于保密状态中。
按理来说,SR-72在项目发展上,兼顾高超音速与隐身这两项重要技术,除遂行战略侦察、情报收集、目标监视、常规打击等多种任务外,也符合美军军方所提出的1小时内打击全球任何一个目标的任务要求。
但为何在项目推出后,一直处于自筹资金及迟迟得不到国会及军方认可的尴尬地步呢?一是设计指标先进,但技术层面尚难快速实现,不仅费时费力,还需投入大量的研发资金。而且,美国空军在此前推出的HTV-3X验证飞行器项目上也栽过跟头。据悉是为其开发的高速涡轮发动机遭遇技术瓶颈,短时间内无法解决,但人力物力投入却不能停止,因此被美国空军否决。而在SR-72身上时,尽管高速涡轮发动机用低阻力小型涡轮发动机转而代替,但如何实现两者之间的模态转换在当时又成为一个大麻烦。
二是美国空军当时的战略重心侧重于高超音速导弹上,认为相较于高超音速飞机,美国在前者拥有更多的技术积累,且更容易生成战斗力,以此对假想敌国家实现战略威慑。正如时任美国空军参谋长马克.威尔士上将在2014年11月中旬接受媒体采访时表示称,高超音速对于美国空军而言的确大有裨益,但就是死活不提洛马公司的SR-72项目。洛马公司真可谓是“我本有心向明月,奈何明月照沟渠”!
那么现在美军又为何倾心SR-72项目呢?
原因很简单,高超音速导弹方面,美国军工想要在短期内追上中俄两国的步伐,是越来越呛。比如AGM-183A高超音速导弹在本年度内的三次试射,均以失败而告终就是最典型的例子。
纵观中俄两国,不仅率先列装服役多款高超音速导弹,而且还在开发后续项目及展开相关测试。比如俄罗斯的“锆石”高超音速巡航导弹,以此被外媒议论不已的,有关中国在今年8月内进行的航天器试验等等。
这些举动加剧了美军在高超音速武器领域的焦虑,既然高超音速导弹我搞不定,索性不如推进高超音速飞机这一项目。毕竟两者都属于高超音速武器范畴,况且美国在这一领域内占有先手,照此一来,美国在技术层面重新占据主导地位,可谓是指日可待。
问题在于,此举使得美国与中俄两国在高超音速导弹方面的差距势必会越来越大;而中俄两国却可以通过后发优势与技术积累,努力弥补在高超音速飞机领域内与美国的差距。那么到时候新的问题就来了,美国如何打破中俄两国在高超音速导弹领域内的垄断呢?
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