专家:乘波体高超音速武器能“侧滑” 难以拦截

专家:乘波体高超音速武器能“侧滑” 难以拦截

星空-2号飞行器在西北某靶场缓缓升空

建德市民政信息网  【环球时报8月6日报道 特约记者 李强 本报记者 刘扬】8月3日,中国航天空气动力技术研究院微信公众号发布消息称,该院于当日完成“国内第一乘波体”的飞行试验。消息引发广泛关注,有不少人对“乘波体”是一种什么样的飞行器充满好奇?它和传统高超音速飞行器相比有什么优势?该技术应用前景又如何呢?

  “国内第一乘波体”完成试射

建德市民政信息网  中国航天空气动力技术研究院的消息称,该院研制的“星空-2”火箭于3日6时41分发射升空,经过近10分钟飞行,火箭完成主动段转弯、抛罩/级间分离、试飞器释放自主飞行、弹道大机动转弯等动作,按预定弹道进入落区。试飞器飞行可控、科学数据有效,完整回收,标志着“星空-2”飞行试验圆满成功。该系统利用航天科工四院火箭助推系统,今日新闻,将之投送到预定高度,并分离自主飞行,今天新闻,实现高度30公里、马赫数5.5-6飞行窗口自主飞行400秒以上。

建德市民政信息网  一位不愿透露姓名的中国专家对《环球时报》记者表示,乘波体是目前国际上高超音速飞行器研制领域的一个重点发展方向。高超音速飞行器是指能在5倍音速以上稳定飞行的飞行器。目前,最常见的形式是所谓的旋成体。也就是在三维空间中,由旋转曲面与底截面围成的物体。弹道导弹的锥形弹头、飞船的返回舱多为旋成体,包括俄罗斯的“匕首”高超音速导弹,都属于这一类型。第二种为翼身融合体,布局类似飞机布局,带有机翼,比如美国计划中的SR-72高超音速侦察机以及前段时间美国波音公司公布的高超音速客机概念。这类布局适合采用吸气式发动机或组合式发动机,通常适合在30公里左右以及7马赫以下速度飞行。

  第三种形式就是中国这次试射主角采用的升力体。主要利用机身的气动外形产生一定升力,升阻比在0.5到1.3之间,性能介于弹道式飞行器和有翼飞行器之间,并具有两者的长处,气动力载荷比较低,结构质量中等,主要用于重返大气层的航天器设计。乘波体使用的速度范围比较广泛,在5-23马赫都具有较高的结构强度、机动性和升阻比。从外形上看,乘波体看上去比较扁平。

  美俄对乘波体研究很超前

  目前乘波体已成为世界各国高超音速飞行器研究的重点领域。美国在这方面投入最多,成果也最丰富,并进行了工程化产品的试验。美国军工巨头波音之前研制的X-51A实际上就采用了一种典型的乘波体设计。该飞行器共进行了4次试验。采用固体助推器加超燃冲压发动机的动力方式,动力飞行段采用气动一体化设计,最大稳定飞行速度达到5.1马赫,试验中,曾在1.8万米高空飞行约3分钟。此外,美国的HTV-2高超音速飞行器也使用了乘波体设计。该飞行器是迄今为止设计指标最高的助推-滑翔型高超音速飞行器。近年,美澳联合开发的“高超音速国际飞行研究试验计划”HiFIRE项目,也在重点研究乘波体。2017年7月,美澳合作在澳大利亚武麦拉靶场完成了编号为HiFIRE 4的第8次飞行试验。试验中飞行速度达到8马赫左右。

  专家认为,俄罗斯在高超音速飞行器方面也有着深厚积淀。俄罗斯总统普京之前在年度国情咨文中首次披露的“先锋”高超音速助推滑翔导弹。其滑翔体疑似采用乘波体设计。

  “乘波体”距武器化有多远?

  据专家介绍,相比传统旋成体飞行器,乘波体如果实现武器化,将具有很大优点。采用助推滑翔方式的乘波体,在相同的释放高度和速度下,其纵向和侧向滑翔距离都远超传统旋成体弹头。特别是侧向滑行能力很强,可实现大范围侧向机动,实施“变射面”打击,加之飞行的弹道低,敌方预警系统更难以预测其飞行轨迹。而在射程相同的情况下,更难以拦截。

  目前来看,乘波体的气动设计和飞行控制要比传统旋成体飞行器更复杂一些,这也导致目前乘波体的高超音速飞行器的实用化和武器化具有一定困难。美国空军的HTV-2两次试射均失败告终。而美国陆军的“先进高超音速武器”(AHW)项目降低了指标,2011年11月的首次试射便命中了3700公里外的目标,第二次试射虽然失败,但主要问题出在了助推级上。它的成功和使用了较为传统的旋成体设计的高超音速滑翔体不无关系。另外,目前的乘波体高超音速飞行器的体积利用率似乎不如旋成体飞行器,这也给武器化带来一定困难。总体来看,目前各国对乘波体高超音速飞行器的研究,仍处于原理和工程试验阶段,尚未完全形成武器化。按照中国航天空气动力技术研究院公布的消息,“星空-2”飞行试验任务是在集团公司支持下开展的创新研发项目。▲

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