原題:高超聲速飛行器:天下武功 唯快不破
作者:木林森
近年來(lái),高超聲速導(dǎo)彈、高超聲速飛行器經(jīng)常出現(xiàn)在各大媒體的報(bào)道中。據(jù)美媒報(bào)道,在美國(guó)公布的2017財(cái)年預(yù)算中,高超聲速武器投入大幅增長(zhǎng)。2016年3月,俄新社也透露,鋯石高超聲速巡航導(dǎo)彈成功完成了一次試射,并計(jì)劃于2020年完成研制工作。那么,高超聲速飛行器有哪些特點(diǎn)?各國(guó)為什么都在加大資金投入?
號(hào)稱第三次動(dòng)力革命
高超聲速飛行器是指飛行速度超過(guò)5倍聲速,通過(guò)助推火箭、吸氣式推進(jìn)系統(tǒng)等方式在大氣層內(nèi)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間飛行的武器,主要包括高超聲速巡航導(dǎo)彈、高超聲速滑翔飛行器、高超聲速平臺(tái)以及空天飛行器等裝備。
美國(guó)在高超聲速飛行器研制領(lǐng)域起步最早,1996年就進(jìn)行了X-43A高超聲速飛行器的飛行試驗(yàn),其最大飛行速度突破了9.8倍聲速。X-43A使美國(guó)成為世界上最早研制出高超聲速飛行器的國(guó)家。
另外,高超聲速飛行器采用的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)是繼螺旋槳和噴氣推進(jìn)系統(tǒng)后的“第三次動(dòng)力革命”。在上世紀(jì)70年代開始,世界上一些國(guó)家就花費(fèi)大量人力物力研究超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。截至目前,只有美俄等極少數(shù)國(guó)家進(jìn)行過(guò)大量的系統(tǒng)性試驗(yàn)。
高超聲速武器主要包括高超聲速巡航導(dǎo)彈和高超聲速助推滑翔導(dǎo)彈兩類,區(qū)別在于前者采用吸氣式超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力、長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行高超聲速巡航飛行,后者導(dǎo)彈主級(jí)無(wú)動(dòng)力、彈道形式特點(diǎn)主要為助推滑翔飛行。
高超聲速武器與傳統(tǒng)的亞聲速或超聲速武器相比,具有飛行速度更快、突防能力更強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中可作為常規(guī)快速精確打擊武器或平臺(tái),對(duì)敵方目標(biāo)進(jìn)行精確打擊。
發(fā)動(dòng)機(jī)仍是最大挑戰(zhàn)
從目前來(lái)看,由于高超聲速飛行器涉及到的技術(shù)非常復(fù)雜,各國(guó)都不傾向研制較大的飛行器,近年來(lái)投入重點(diǎn)主要集中在戰(zhàn)術(shù)武器這樣較小的飛行器上。例如,美國(guó)正在進(jìn)行的ARRMD高超聲速武器項(xiàng)目,一方面可以為部隊(duì)提供新的打擊手段;另一方面也可以驗(yàn)證高超聲速飛行器的總體設(shè)計(jì)、空氣動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)、材料工藝、制導(dǎo)導(dǎo)航等方面的技術(shù),為今后發(fā)展更大的高超聲速飛行器打下基礎(chǔ)。
另外,高超聲速武器也是總體設(shè)計(jì)技術(shù)、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、機(jī)體/推進(jìn)一體化氣動(dòng)技術(shù)、材料/結(jié)構(gòu)與熱防護(hù)技術(shù)、制導(dǎo)控制技術(shù)、相關(guān)試驗(yàn)技術(shù)等多項(xiàng)前沿技術(shù)的綜合集成。其中,超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)是高超聲速飛行器技術(shù)的核心,目前世界范圍內(nèi)還沒有可以用于長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行高超聲速飛行的發(fā)動(dòng)機(jī)工程樣機(jī)。同時(shí),超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)流場(chǎng)的變化對(duì)飛行器的氣動(dòng)特性影響很大,要求探索新的飛行器控制方法。
此外,高超聲速飛行器長(zhǎng)時(shí)間在大氣層內(nèi)飛行,氣動(dòng)加熱嚴(yán)重,對(duì)飛行器的熱防護(hù)也提出了挑戰(zhàn)。據(jù)美媒報(bào)道,美國(guó)空軍將開展高超聲速飛行器邊界層轉(zhuǎn)捩實(shí)驗(yàn),也就是說(shuō),目前人類對(duì)高超聲速飛行器技術(shù)的掌握還不成熟,要想成功研制實(shí)用型高超聲速武器,還面臨很多技術(shù)難題。
美俄一馬當(dāng)先
高超聲速武器的一大特點(diǎn)在于“快”,其巡航速度在5~20倍聲速,能夠有效突破敵方的反導(dǎo)系統(tǒng)。如果將高超聲速武器投入戰(zhàn)爭(zhēng),首先發(fā)起攻擊的一方很可能贏得勝利。目前,美國(guó)、俄羅斯、日本、印度和澳大利亞都在開展相關(guān)的科學(xué)試驗(yàn)。
蘇聯(lián)是較早研制高超聲速技術(shù)的國(guó)家,早在冷戰(zhàn)期間就進(jìn)行了大量的試驗(yàn),但從未實(shí)際部署過(guò)類似裝備。俄羅斯在2013年恢復(fù)了高超聲速飛行器的研制,并在2016年3月完成了鋯石高超聲速巡航導(dǎo)彈的首次試射。
該型導(dǎo)彈的飛行速度被認(rèn)為在5~6倍聲速,射程超過(guò)400公里,并計(jì)劃2022年完成研制工作。
目前,在美國(guó)研制的高超聲速導(dǎo)彈中,進(jìn)入演示驗(yàn)證階段的代表型號(hào)主要是X-51A馭波者導(dǎo)彈。這種高超聲速導(dǎo)彈使用超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)和乘波體氣動(dòng)外形,理論上可以接近6倍聲速,其飛行距離可達(dá)1000公里,也就是說(shuō),如果打擊1000公里外的目標(biāo),只需飛行10分鐘。該飛行器分別于2010年5月、2011年6月和2012年8月進(jìn)行了飛行測(cè)試,其中第二次和第三次飛行試驗(yàn)均告失敗。
總之,高超聲速飛行器將使未來(lái)作戰(zhàn)方式發(fā)生重大改變,以高新技術(shù)為支撐的高超聲速武器的發(fā)展和運(yùn)用,必將對(duì)現(xiàn)有的作戰(zhàn)理論、作戰(zhàn)方式和武器裝備發(fā)展產(chǎn)生革命性影響,從而使戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)入快速打擊時(shí)代。
