在高超音速武器研发方面,中美俄同属第一集团,只不过,和捷报频传的中俄相比,美国已经逐步被甩在了身后。近日,美国公布了LRHW高超音速导弹试射成功的消息,如果后续相关试射连续成功,这也标志着美军将首次拥有与中国高超音速同级别的导弹。
就在美国军方和媒体欢呼雀跃之际,12月15日,《湖南卫视》在社交媒体上突然公布了MD-19临近空间宽域飞行器的投放试飞返场视频。让美军大为震惊的是,目前中国正在同时开展同系列三个型号的高超音速飞行器研发。在这个核心竞争领域,中国依然遥遥领先。
据专家介绍,MD-19宽域飞行器是一种临近空间宽域飞行器,它能在20千米以上的高度,以超5马赫的速度飞行,也是当下最热门的高超音速飞行器的一种。和传统飞行器相比,MD-19宽域飞行器最大的特色就是展弦比很小,在航空领域,展弦比小意味着更适合高速飞行。以当年美军最高速度达3.32马赫的SR-71侦察机为例,其展弦比只有1.94。
正是因为宽域飞行器的基础特征是高速飞行,因此研发它需要突破两大难题:高超音速下的空气动力数据以及高超音速发动机。尤其是前者,涉及高超音速飞行器缩比模型投放试验、高超音速飞行器缩比模型火箭加速高超音速试验等,全球能够进行该类实验的国家寥寥无几。
以美国来说,在高超音速飞行器领域的研发可谓是屡战屡败。早在2021年,美国陆军就装备了LRHW训练弹,然而,经历了先后7次试射失败,美国人屡败屡战,才勉强装备LRHW。究其根本来说,美军在高超音速飞行器研究领域面临很多瓶颈,其中最大的阻碍就是材料和风洞。以高温透波材料来说,高超音速飞行器在高速飞行中,气动作用必然会加热导弹整流罩,使常温下透波的材料效果会变差。因此,如果透波材料不过关,高超音速导弹就无法引导。
再说高超音速风洞,风洞是研发设计飞行器的关键环节。早年间,美国也的确非常重视风洞建设,一度建成了高超音速计算机模拟数据库。然而,高超音速条件下的湍流是随机的,根本无法用现有的计算机技术模拟,只能送到风洞里进行测试。然而,醉心于计算机模拟的美国在高超音速风洞技术方面严重滞后,短期内根本无法弥补这个短板。相对来说,我国当下最先进的JF-22风洞已经可以测试33马赫,正是因为在强大风洞支撑下,包括高超音速飞行器在内,我国近年来在航空航天研发上才能突飞猛进,领跑全球。
更让美国人羡慕嫉妒恨的是,我国在高超音速飞行器研发上已经是百花齐放,在强大的国力支撑下,我们甚至可以同时展开三种高超音速飞行器的测试,这得益于国内科研机构的百家争鸣。
目前,我国能够研究高超音速技术的单位除了一些军方科研单位之外,还包括一系列知名大学的专业机构,比如中科院、西工大、清航空天等。其中,中科院力学研究所研究员崔凯近期发表了HCW机翼构型的高超音速下气动的科普文章,提出了在高超音速下利用激波增升的高压捕获翼构型,这个创新研究成果,对于未来解放军高超音速导弹的研发应用意义重大。
简单来说,高技术成果将经过机头的激波捕获后再尾部机翼下反射,压缩波压缩迎面来的气流在机翼下形成高压区,与机翼上表面形成压力差从而产生升力。实测显示,该技术可以让升力增加超过30%。这也意味着,在高超音速条件下,导弹的载荷可以增加30%!保持高超音速飞行的基础,进而实现武器载荷的提升,更快更强的中国高超音速导弹,足以让美西方国家的政客们寝食难安了。
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