最近湖南卫视公开的一部纪录片彻底火了——该片在介绍中科院力学研究所钱学森科技攻关青年突击队的工作成绩时,提到了多种“临近空间宽域飞行器”的研制进展以及试飞视频,让此前一直笼罩着神秘面纱的中国“鸣镝”系列高速飞行器真实地展示在全球面前,这也引起了西方媒体的高度关注和猜测。

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例如美国“动力”网站16日在对视频中出现的多种“临近空间宽域飞行器”分析后认为,它们未来可以根据需求演变为高超音速滑翔导弹、无人高空高速侦察机甚至是超远程打击平台。

其实这次出现的“鸣镝”(MD)系列高速飞行器,对于关注珠海航展的中国网友们并不陌生——视频中亮相的MD-19和MD-22飞行器都曾在航展中公开亮相。它们都属于所谓“临近空间宽域飞行器”,可以适应不同的飞行速度和高度,包括在大气层最外层的临近空间。

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例如MD-22宽域飞行器的宣传展板显示,它长10.8米,翼展4.5米,最大起飞重量4吨,是可重复使用的高超音速技术试验平台,用于天地往返空天飞机的技术验证。MD-22可以兼容不同动力,适用马赫数0-7,可以使用自主起飞或火箭助推发射模式,最大航程8000公里,还具备中高速条件下实施6G稳盘过载强机动飞行的能力。

笔者认为,这些视频中最有价值的部分是这些飞行器平稳降落在地面。空天飞机之所以被认为是未来天地往返的绝对主力工具,就在于它可以采用从地面水平发射/火箭助推垂直发射,然后在具备一定的高度和速度条件后,启动双模冲压发动机或超音速冲压发动机等先进发动机后,开始在临近空间的高速飞行,甚至进入太空,完成任务后再重返大气层,以水平降落的方式回到地面跑道。想要实现这些设想,高性能发动机和卓越的气动设计是核心技术。

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从湖南卫视公开的视频看,MD-19、MD-21和MD-22都采用了相同的总体布局——楔形机身、三角翼和倾斜双垂尾,并具有可收放前三点起落架。它们在测试时是由高空气球和“双尾蝎”大型无人机携带到高空后释放,以获得足够的高度和速度,为启动机载先进发动机提供初始条件。其中MD-19由“双尾蝎”大型无人机释放时所展示的性能非常令人吃惊。通常猜测MD-19采用了对于进气条件有相当苛刻要求的亚燃冲压发动机,而“双尾蝎”无人机能够提供的初速度有限,MD-19脱离后迅速启动发动机并加速飞行,证明其动力系统设计非常成功,已经突破了典型亚燃冲压发动机的局限性。

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其次,MD-22等飞行器还具备强机动飞行能力,更让人吃惊——大家都知道,高速飞行器很难做出大过载机动,否则机体结构很容易受损,所以无论是俄罗斯的米格-25还是美国的SR-71,在最高速飞行时(约2.5-3马赫)基本都只能“走直线”。而最高时速达7马赫的MD-22竟然可以在“中高速条件下实施6G稳定过载”,不得不说这代表了中国在高超音速飞行器气动、结构设计和新材料方面的最新技术结晶。

“动力”网站感慨地表示,近年来,中国一直在大力投资高超音速能力,并建造了一系列专门的测试平台和相关基础设施。未来中国可能基于“鸣镝”系列高超音速无人飞行器执行动能打击、情报、监视和侦察(ISR)等任务,其中更小、航程更近的衍生型号可以发挥与无侦-8类似的战场侦察作用,而更大的型号可以携带各种战斗部执行攻击任务。

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报道提到,在今年的珠海航展上,参与MD-22研发的广东空天科技研究院(GARA)特别展示了GDF-600无动力高超音速助推滑翔武器概念,GDF-600的最大起飞重量5吨,可携带1.2吨的子弹药。这种高速平台的最大飞行速度高达7马赫,最大射程在200公里到600公里之间。现场的模型和展板显示,它可以装载各种子弹药,包括超音速导弹、亚音速导弹、巡飞弹、航空炸弹和无人机。“动力”网站认为,从高超音速平台上发射任何类型的弹药都面临着重大技术挑战,因为涉及到物理和热应力问题,而“鸣镝”系列飞行器可能有助于验证这种能力。

由于这次公开的“鸣镝”系列飞行器测试视频其实都是几年前拍摄的,因此可以合理推测的是,如今“鸣镝”测试的各种技术,如今都已经接近或具备实用能力,因此才会在珠海航展上公开展出携带各种战斗部的高超音速助推滑翔武器。

话又说回来,即便不是用于军事领域,“鸣镝”系列飞行器代表的空天飞机技术成熟后,对于中国太空运输能力也将有质的提升——美国太空探索技术公司的“星舰”超重型火箭之所以被美国寄予厚望,就在于它可以利用相当便宜的价格将卫星送入轨道。但“星舰”本质上仍是传统火箭构型,垂直起飞时完全依靠发动机提供升力,需要消耗海量的燃料,能量利用效率有限。相比之下,可以在大气层内充分利用升力的空天飞机,不但具备完全可重复的特性,而且燃料消耗更是小得多。此外,空天飞机可以在地面跑道水平降落,更极大减少了对航天发射场配套设备的要求,有助于未来的大规模应用。

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仍在PPT状态的美国“混乱”项目飞行器效果图

让美媒感慨的是,如今美国在高超音速飞行器和配套的测试设备领域已经远远落后于中国。虽然美国空军一直在沿着大致相似的思路推进秘密的‘混乱(Mayhem)’计划,但该计划的前景现在仍不确定。”