2022年7月13日,CNN報(bào)道稱美國(guó)成功測(cè)試了由國(guó)防巨頭洛克希德馬丁公司制造的高超音速導(dǎo)彈,DARPA表示測(cè)試是在加利福尼亞上空進(jìn)行,空軍的B-52轟炸機(jī)發(fā)射了一種高超音速武器,被稱為空射快速反應(yīng)武器 (ARRW)。 美軍高超音速導(dǎo)彈重大突破?就一個(gè)殼子而已!這種被稱為空射快速反應(yīng)武器(ARRW)的導(dǎo)彈是AGM-183A,由洛克希德·馬丁公司開發(fā)的助推滑翔武器,其特征是在滑向目標(biāo)之前由火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)到超過(guò)5馬赫高超音速,然后載具脫離火箭以高超音速慣性滑翔飛向目標(biāo)。 CNN的報(bào)道表示,這是該計(jì)劃早些時(shí)候的一系列測(cè)試失敗后,于周二(7月12日)連續(xù)第二次成功測(cè)試,美國(guó)空軍沒有具體說(shuō)明ARRW的飛行速度或飛行距離,但表示導(dǎo)彈達(dá)到了高超音速并達(dá)到了主要和次要目標(biāo)。 另外空軍表示將于今年晚些時(shí)候開始對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行首次測(cè)試,稱為全面測(cè)試。由于擔(dān)心美國(guó)落后于中國(guó)和俄羅斯的計(jì)劃,五角大樓一直以來(lái)都非常重視高超音速武器的發(fā)展。在試射成功后的第二天凌晨(7月13日),DefenseNews發(fā)布新聞報(bào)道稱拜登將簽署針對(duì)高超音速的國(guó)防生產(chǎn)法案。 看起來(lái)似乎不錯(cuò),測(cè)試成功到拜登簽署生產(chǎn)指令僅僅過(guò)了一天都不到,美軍的高超音速武器看來(lái)是取得了突破,再一次站在了全球領(lǐng)先的最前沿? 仔細(xì)品:魔鬼藏在細(xì)節(jié)里 正當(dāng)美分沉浸在高超音速武器實(shí)驗(yàn)成功的喜悅中時(shí),眼尖的朋友發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題,不仔細(xì)看極容易忽略的一個(gè)問(wèn)題,在CNN的報(bào)道中似乎還有意無(wú)意的忽略了這一點(diǎn):
在這個(gè)描述中有幾個(gè)關(guān)鍵細(xì)節(jié):
沒有說(shuō)明飛行距離和速度,盡管有些不太符合美軍的習(xí)慣,但處于保密需要也屬正常!達(dá)到了主要和次要目標(biāo),美軍根本就沒說(shuō)啥是主要啥是次要,我們也不得而知,但感覺怪怪的,似乎有什么沒有達(dá)成。
要說(shuō)前兩項(xiàng)還能理解的話,后面這一項(xiàng)就詭異了,今年晚些時(shí)候進(jìn)行全面測(cè)試,這表示這次進(jìn)行的不是全面測(cè)試?搞了半天測(cè)試成功了,卻不是全面測(cè)試,那到底測(cè)試了什么內(nèi)容?
對(duì)于高超音速滑翔武器ARRW比較了解的朋友知道這個(gè)結(jié)構(gòu)有兩個(gè)非常關(guān)鍵的組成部分,一個(gè)是助推的火箭,另一個(gè)就是高超音速滑翔體,而這次美軍僅僅表示導(dǎo)彈達(dá)到了高超音速卻沒有表示是否分離或者滑翔距離與速度,這表示這枚導(dǎo)彈就是一個(gè)載具測(cè)試,根本就沒有進(jìn)行所謂的滑翔高超音速測(cè)試。
這是什么意思?導(dǎo)彈已達(dá)到高超音速,謝謝你告訴我,現(xiàn)在美軍能達(dá)到4-5倍音速的導(dǎo)彈多了去,你花了大價(jià)錢測(cè)試了一次,居然告訴我導(dǎo)彈能達(dá)到高超音速了,這到底是抽樣檢驗(yàn)?zāi)剡€是新武器測(cè)試,種花家都被美軍搞糊涂了。 當(dāng)然我們相信這是測(cè)試,高超音速助推器也是一款新研制的裝備,盡管它也很重要,但它在整個(gè)武器系統(tǒng)系統(tǒng)中存在感是比較低的,因?yàn)榇蠹谊P(guān)心的是最終能擊中目標(biāo)的滑翔體,看起來(lái)只是后面的助推器高速推進(jìn)下才達(dá)到高超音速,但高超音速滑翔技術(shù)卻比助推器更難。 所以美軍的這番測(cè)試就是測(cè)了個(gè)寂寞!為避免失敗再次打擊美軍的信心,搞了個(gè)不加高超音速滑翔體的測(cè)試,這不是一個(gè)空殼子嗎?這樣的成功,要種花家說(shuō)就是不要也罷,面子確實(shí)很重要,但自欺欺人更要不得。 高超音速武器:美國(guó)的水平到底如何?ARRW的是美軍最接近實(shí)戰(zhàn)的一款高超音速武器,但事實(shí)上距離實(shí)戰(zhàn)還遠(yuǎn)了,從2018年美國(guó)空軍與洛克希德馬丁公司簽訂了一份價(jià)值 4.8 億美元的合同后開始研制以來(lái),近期已進(jìn)行了6次測(cè)試,2次成功4次失敗:
一直失敗,終于成功,實(shí)在可喜可賀,但各位高超音速專家早已看出了門道,美軍還處在高超音速滑翔武器測(cè)試的“初級(jí)階段”,后面還有兩大門檻需要跨越,分別是高超音速滑翔體的分離和高超音速滑翔飛行,這倆門檻比助推器難多了,所以美軍還要繼續(xù)努力哦,種花家看好你們哦! 美軍的高超音速技術(shù)水平到底如何? 高超音速大家聽得多了,最近俄烏戰(zhàn)場(chǎng)上出現(xiàn)俄羅斯的高超音速武器加入了實(shí)戰(zhàn),但其實(shí)高超音速武器的種類還是挺多的,必須先來(lái)簡(jiǎn)單了解一下,到底有哪幾種高超音速方式:
前者是無(wú)動(dòng)力滑翔,因此需要一枚助推器將它推到高空后開始滑翔,對(duì)助推類高超音速武器比較感興趣的朋友不太關(guān)心用什么助推器,畢竟滑翔體技術(shù)過(guò)關(guān)了,隨便放那種助推器上,只要結(jié)構(gòu)與共振以及分離等測(cè)試OK即可,可以使用不同的助推器滿足不同射程需要。
不過(guò)滑翔高超音速也有兩種,一種是軸對(duì)稱高超音速滑翔體,比如美國(guó)的AHW(Advanced Hypersonic Weapon:先進(jìn)高超音速武器),另一種則是升力體高超音速滑翔體,比如ARRW,就是上文洛克希德搞的滑翔體。
從外觀上來(lái)看,AHW的彈頭就是一個(gè)錐體加上幾片小翼,控制下在大氣層中的“再入”傾角獲得升力以達(dá)到更遠(yuǎn)的射程,但各位空氣動(dòng)力學(xué)行家一看就知道,這種氣動(dòng)外形在大氣層中的升阻比是很差的,因此AHW就是一個(gè)解決有沒有的問(wèn)題,真正滑翔體需要升力體! ARRW的彈頭滑翔體是一個(gè)倒扣的貝殼狀,看上去很酷!這種氣動(dòng)外形在大氣層中的升阻比要高很多,打個(gè)比方,AHW就是矩形翼傘,能滑翔但是滑不遠(yuǎn),但ARRW就是香蕉傘,不太好控制的高級(jí)滑翔傘卻能滑得很遠(yuǎn)。 但顯然ARRW的技術(shù)難度也更高,美國(guó)到目前為止AHW早已測(cè)試成功,2011年11月18日,AHW導(dǎo)彈從夏威夷的太平洋導(dǎo)彈靶場(chǎng)發(fā)射,在不到30分鐘的時(shí)間內(nèi)擊中了3700多千米外的夸賈林環(huán)礁上里根試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)的目標(biāo)(該型導(dǎo)彈在2014年測(cè)試時(shí)炸了發(fā)射臺(tái),但這是導(dǎo)彈問(wèn)題不是彈頭問(wèn)題)。 然而ARRW滑翔體的問(wèn)題卻不是那么好解決的,對(duì)于軸對(duì)稱高超音速滑翔武器,美軍有著大量的導(dǎo)彈再入彈頭可以參考,不至于出太大的亂子,但升力體卻完全不一樣,基本需要從零開始,一直以來(lái)進(jìn)度緩慢,顯然ARRW連完整的測(cè)試尚未經(jīng)歷過(guò),所以這進(jìn)度實(shí)在慘不忍睹! 吸氣式高超音速技術(shù):美國(guó)進(jìn)展如何? 了解高超音速的朋友估計(jì)都知道,高超的未來(lái)在于吸氣式高超音速技術(shù),畢竟火箭自帶燃料與氧化劑,成本實(shí)在比較高,盡管作為武器也別太計(jì)較成本,但有價(jià)格更低的技術(shù)、并且還可以移植到空天飛機(jī)上的發(fā)動(dòng)機(jī),為何不去突破呢? 吸氣式高超音速就是在這樣的背景下發(fā)展起來(lái)的,它的設(shè)計(jì)思想非常樸素,利用大氣層中的氧氣,但讓其與燃料混合穩(wěn)定燃燒就成問(wèn)題了,因?yàn)檎嬲母叱羲僦傅氖?-6倍音速以上的速度,目前能在如此高速下繼續(xù)運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)有兩類: 1、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī); 2、脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī); 可能有朋友認(rèn)為,渦噴我渦扇不都可以超音速么,為什么沒有在列?事實(shí)上渦扇渦噴確實(shí)可以達(dá)到并超過(guò)音速,但渦扇的極速是2~3倍音速,渦噴稍稍高一些,但基本也不超過(guò)4倍音速,即使是變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī),極速也是這樣,只是更經(jīng)濟(jì)一些。 一般這種場(chǎng)合都是沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的天下,但很抱歉,在高超領(lǐng)域,普通的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)根本就不行,因?yàn)槠胀ǖ臎_壓發(fā)動(dòng)機(jī)在超音速狀態(tài)下流經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流經(jīng)過(guò)壓縮后處于亞音速狀態(tài),所以叫做亞燃沖壓,而高超則是超燃沖壓,燃燒室內(nèi)的氣流超過(guò)音速。 超燃沖壓也有兩種路子(本文不討論固體超燃沖壓,這個(gè)目前技術(shù)還太不成熟),一種是氫燃料超燃沖壓,它可以用液氫給進(jìn)入超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣降溫(超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室前的空氣溫度過(guò)高,與排氣溫度差距太小,造成推力不足),因此液氫作為超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料很理想,并且可以提前混合并且預(yù)熱,然后在超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)點(diǎn)燃提供推力,美國(guó)在這方面技術(shù)突破還是挺早的! 2004年3月,使用液氫的X-43A在測(cè)試中飛行速度達(dá)到了6.83馬赫(7456千米/小時(shí)),同年11月16日,X-43A在1.3萬(wàn)米的高度達(dá)到了9.64馬赫的速度(10240 公里/小時(shí)),這可是極速啊,美國(guó)真是不得了,2003年的超燃沖壓速度就達(dá)到了接近10馬赫的速度。 但有一個(gè)問(wèn)題,液氫非常不容易保存,要是用這種燃料作為高超導(dǎo)彈的燃料,那簡(jiǎn)直是個(gè)噩夢(mèng),不僅需要低溫,而且還會(huì)泄漏,最好是發(fā)射時(shí)才加注,盡管燃燒很理想?yún)s不是最佳燃料,真正能讓超燃飚得穩(wěn)的燃料是碳?xì)淙剂?,也就是各位知道的航空燃油(煤油或者精配煤油或者特種配置的燃油等)。 這類發(fā)動(dòng)機(jī)就難了,因?yàn)檫@種燃料是液態(tài)常溫,難以作為氣流降溫使用,而且在燃燒室內(nèi)由于氣流已經(jīng)超音速,時(shí)間太短混合不均,穩(wěn)定燃燒很難,因此對(duì)于這類發(fā)動(dòng)機(jī)難度比液氫要高一個(gè)數(shù)量級(jí),不過(guò)美國(guó)也成功了,至少成功了一部分。 比如X-51A馭波者在2013年5月1日,第四次測(cè)試飛行時(shí)達(dá)到了5.1馬赫,飛行持續(xù)210秒,測(cè)試獲得大部分成功,不過(guò)距離美軍的300秒目標(biāo)還是有不少距離。 還有一種則是脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī) 這和超燃沖壓完全不同路子,超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室是仍然是穩(wěn)定燃燒的,但爆震發(fā)動(dòng)機(jī)不是,已經(jīng)屬于爆炸,在一個(gè)循環(huán)內(nèi)完成混合起爆排氣等過(guò)程,其推進(jìn)效率要比穩(wěn)定燃燒高得多,唯一的問(wèn)題是難以提高頻率與穩(wěn)定工作,即使多管爆震也難以符合要求。 不過(guò)目前有一種旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的概念,在一個(gè)環(huán)形燃燒室內(nèi)區(qū)分出多個(gè)爆震區(qū)域,在一個(gè)周期內(nèi)分區(qū)域爆震燃燒以達(dá)到高速穩(wěn)定爆震的結(jié)果,據(jù)說(shuō)美國(guó)這樣的研究還是比較領(lǐng)先的。 中國(guó)的進(jìn)展如何? 對(duì)于美國(guó)目前最新的進(jìn)展,大概結(jié)果是這樣的,吸氣式高超的后續(xù)測(cè)試基本沒有消息了,滑翔高超的結(jié)果,不是炸了就是不成功,比如ARRW還在撥款中,反觀我國(guó)在70周年閱兵式上出現(xiàn)的DF-17高超則早已經(jīng)裝備成軍,其它的型號(hào)也有,但沒公開資料筆者也不敢亂說(shuō)。 另外關(guān)于吸氣式高超倒是有兩個(gè)成功測(cè)試的結(jié)果:
這個(gè)說(shuō)的是旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī),從理論上來(lái)看,它是可以零速度啟動(dòng)直達(dá)高超音速,不知道能不能切換到火箭模式,要是可以的話作為空天飛機(jī)的動(dòng)力倒是非常合適。
這個(gè)說(shuō)的是超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī),用的是煤油,也就是碳?xì)淙剂?!穩(wěn)定燃燒、平穩(wěn)過(guò)渡,超寬包線高效燃燒等等這些關(guān)鍵詞都說(shuō)明我國(guó)的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)取得了突破性進(jìn)展。 美國(guó)的后續(xù)消息 2021年9月27日,美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA) 研制的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力空射高超音速巡航導(dǎo)彈項(xiàng)目HAWC測(cè)試成功,DARPA的官網(wǎng)上給出了成功的新聞,但卻沒有透露測(cè)試細(xì)節(jié),有些不太符合美軍一貫以來(lái)的尿性。 另一次測(cè)試在2022年3月,據(jù)說(shuō)美軍為了不刺激俄羅斯,一直到4月份才公開,CNN報(bào)道了測(cè)試結(jié)果:飛行高度超過(guò) 65,000 英尺,飛行距離超過(guò)300英里,速度為3800英里/小時(shí),勉強(qiáng)夠得上5馬赫(高空音速比較低),CNN也說(shuō)了,大概是最勉強(qiáng)的高超音速。 但更讓人好奇的是,吸氣式高超音速都成功了,滑翔高超音速還在瞎折騰,從理論上來(lái)看,前者難度要比后者高一個(gè)數(shù)量級(jí),完全沒有理由!另外CNN的稿子上,美國(guó)官員淡化了俄羅斯Kinzhal導(dǎo)彈的威脅,表示這只是“伊斯坎德爾短程彈道導(dǎo)彈的空射版本”,認(rèn)為俄羅斯的高超是假的。 其實(shí)筆者也挺懷疑HAWC的真假,首先這高超的門檻低了,勉勉強(qiáng)強(qiáng)達(dá)到5馬赫,另一個(gè)則是當(dāng)時(shí)能給俄羅斯重大打擊的高超試射居然保密,而是等俄羅斯的Kinzhal導(dǎo)彈實(shí)戰(zhàn)后才公布,似乎急著證明美國(guó)也有高超音速武器。 究竟是真還是假,可能需要時(shí)間來(lái)證明!(完) 參考: https://edition./2022/07/13/politics/us-hypersonic-tests/index.html https://www./news-events/2021-09-27 https://edition./2022/04/04/politics/us-hypersonic-missile-test/index.html |
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