11月29日的印媒《欧亚时报》发表了一篇相当有趣的文章,对此前中国科学家突破的一种革命性冲压发动机说三道四,然后搬出自家的王牌武器布拉莫斯导弹做性能对比,认为相对于成熟可靠的布拉莫斯导弹,显然是后者更为适合印度军方!

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平心而论,印度的布拉莫斯导弹在全球巡航导弹中性能还算不错的,但是在中国面前,这种导弹基本就不入流,甚至中国最近停产的导弹性能都比它好十倍,而与最新型的革命性冲压发动机性能相比,那基本连提鞋都不配!

印媒比较中印超音速导弹技术:怎么看都是自家的顺眼

11月22日的SCMP(香港南华早报)报道了中国科学家突破了一种革命性的冲压发动机技术,用这种冲压发动机制造出的导弹的飞行包线是这样的:

  1. 导弹发射,助推器点火,将导弹加速到超音速;
  2. 冲压发动机点火,启动后助推器脱落,速度加速到2.5~3马赫,继续飞行200+千米
  3. 在距离目标还有几十千米时导弹入水,冲压发动机氧化剂切换为水蒸气,继续燃烧工作;
  4. 水下以速度200节+(370千米/小时)航行,直至命中目标;

很多网友都认为这种模式是火箭助推鱼雷,或者说是反潜导弹,但印媒却分得很清楚,这是一种新体制模式的反舰导弹,并不是新瓶装旧酒!特别指出,这种发动机有大气层中以及水下两种工作模式:

  1. 在大气层中以冲压发动机吸入氧气作为氧化剂,在燃烧室内点燃,剧烈燃烧膨胀的燃气从尾喷口排出为导弹提供动力,速度最高能达到3马赫以上;
  2. 在水下将封闭冲压发动机进气口,但会吸入水产生水蒸气进入燃烧室,与燃料发生反应,产生高温高压气体,并且还能二次燃烧,从尾喷口喷出获得动力,速度最高200节+

因为导弹末端入水攻击,之前对反舰导弹拦截的一切手段都无效,只能启用鱼雷拦截模式,但这种水下导弹攻击速度高达200节,是普通鱼雷的4倍以上,所有拦截重型鱼雷的模式也会失效,总之一句话,如果现在用这种导弹打击美军航母,估计美军连拦截的武器都没有,只能看着导弹在水下拖着一条白线命中航母。

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印媒引用了SCMP的报道称,这种发动机使用的是一种含硼高能燃料,因为能用空中和水下两种模式工作的燃料基本都是含硼的,这一点在上世纪50-60年代美苏科学家就有研究,但遭遇了难以想象的问题,一直都未能解决,之后就束之高阁!

一直到十几年前各国开始搞高超音速冲压发动机才有人想起这档子事,所以各国都投入了巨资研究,空气动力以及冲压发动机等期刊上论文屡见不鲜,2022年中国科学家就以这种发动机发表了一篇论文,详细叙述了这种发动机的工作模式以及在空中和水下如何实现模态转换,当时大家也在意,毕竟这种论文又不是第一次见了,因此这种发动机原理的科普也就热乎一阵子!

到现在已经2年过去了,正当大家已经完全忘记这事儿的时候,在《推进技术》的10月期上出现了一篇论文,详细叙述了这种发动机已经在水下点火成功,使用了二次燃烧模式,效率高达90%,测得气流速度超过3马赫!

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简单地说,全世界都在研究,但中国科学家已经走的最靠前,技术最先进,从理论到模型,再到实地点火测试,一路都走通了,接下来就是验证各种数据了,待多次测试成熟之后就会进入试制阶段,最后会进入发射测试阶段,尽管现在距离最终服役还早,但这种发动机前途一片光明。

划时代的导弹出现:印媒还是觉得布拉莫斯就很好了

印媒的评价也挺中肯的,他们不否认中国这种发动机很先进,也非常实用,但哪有说自家的孩子不如人家的嘛,所以《欧亚时报》认为,硼动力的导弹确实很不错,但中国对这复杂技术掌握能够力存在很大的不确定性,未来发展的方向没有定论!

但是印度的布拉莫斯导弹不是,这是一种确定性的武器,从早期的I型陆基版已经发展到了海基和空基版本!说句实在话,布拉莫斯导弹性能还不错,因为最高速度达到了2.8马赫,全世界能玩亚燃冲压发动机的国家也不多,尽管布拉莫斯是俄印合作的产物,但至少也算印度掌握了冲压发动机技术是吧。

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这种导弹的攻击模式是低低低或者低高低模式,前者由于匹配地形在30米高度飞行,比较隐蔽且不容易被发现,但射程偏低,低高低模式是射程比较远,但高空巡航最大射程,容易被发现,不过由于速度比较高,拦截难度也是不小的,所以印度这导弹在全世界排名来看还是比较靠前的。所以《欧亚时报》觉得布拉莫斯已经很牛逼了,菲律宾也买了不少装备军队,这足以证明布拉莫斯是一种非常先进的武器!

布拉莫斯导弹技术VS中国新体制冲压发动飞机技术

肯定有网友会有疑问了,布拉莫斯导弹用的是冲压发动机,中国新体制发动机也是这种模式,这俩到底谁高谁低,能不能从技术原理上做个彻底的对比,看看中印的冲压发动机到底谁厉害?

在开始比较之前,先来看看布拉莫斯导弹的问题

这种导弹最大的问题是超重,布拉莫斯导弹加上助推器后总长度达到了8.1米(舰载、潜射与陆基型),即使是空射版也达到了6米以上,重量超过2.5吨,目前这种导弹就算是挂载苏-30MKI机腹挂架下也很尴尬,因为高达2.5吨的重量会比较严重的影响苏-30MKI的作战半径。

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当然印度也在搞布拉莫斯的NG版本,也就是下一代,这个版本的设计要求是将发射重量降低为1.5吨,长度在6米以内,弹径不超过0.5米,比早期的布拉莫斯版本要轻一半,长度也短三米,但射程也被缩减到了300千米以内,一般来说改进型就是导弹重量下降一半,但射程不变或者只减少1/3,这样就是成功的,但NG版本质量下降一半,射程也只有一半,这个是不是叫等比例缩小?

印度还没吃透液体冲压发动机技术

布拉莫斯导弹用的是液体冲压发动机,这一点是有有据可查的,目前绝大部分超音速巡航导弹使用的都是液体冲压发动机,这种发动机原理上来了解下更适合大理解印度的布拉莫斯导弹技术:

  • 冲压发动机无法自启动,所以一般都是助推器推进到超音速,然后再启动冲压发动机;
  • 冲压发动机使用的是激波压缩原理,所以必须到超音速才能够有效压缩进气;
  • 经过数道激波压缩后的高压气体在混入燃料后进入燃烧室后被点燃,产生高温高压气体;
  • 高温高压气体膨胀后从尾喷口喷出形成动力推动导弹前进;

这个过程中有几个技术难点,一个是激波压缩气体,这个不像是喷气式发动机的涡轮叶片,在零速度下完全是看不到的,所以必须要有高深的空气动力学功底才能设计出稳定燃烧的冲压发动机,印度有没有?看布拉莫斯的立项到装备时间就知道了。

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1995年俄印合作,2004年装备,9年时间,也算凑合,但技术几乎都是俄罗斯一方搞定的,这也导致印度接收后的后续改进难产,空射版到2012年才测试,2019年才投入使用,这表示印度在技术吃透上遭遇了很大的障碍。

另一个是体积缩小版,NG版本质量下降一半,射程也只有一半,这个就不合适了,2004年搞定的技术,2020年代还缩小一半射程也跟着缩小一半!事实上有多个改进可以让射程大幅度增加:

  • 使用更高能的燃料,这个燃料是可以改进的,并不是说只能一成不变,数据没变表示印度一直在使用俄罗斯提供的“配方奶”,印度照方抓药,从没想过要变一下;
  • 改进冲压进气道,使用高压缩效率的进气道,提高压缩比会提高燃烧室温度,燃料利用率增加,同样也能增加射程,缩比一般表示印度就是等比例缩小,但一定会遭遇前所未有的难度,因为空气动力学结构等比例缩小放大后后遗症很大;

都没啥变化就表示印度一直在吃俄罗斯技术的老本,想要在这个上面更进一步,实在有点困难!另一个是看印度使用冲压发动机的导弹就这一款!这表示印度还无法移植这种发动机,数据改变后不知道怎么调整了。

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还有一个是布拉莫斯导弹使用的是比较落后的轴对称进气口,与中国YJ-12这种朝任何方向机动时都能保证进气的四周肋部进气模式相比,轴对称对机动性有一定的限制,因为轴对称进气道在剧烈机动时会导致激波位置改变,继而导致进气条件出现问题,发动机会喘振甚至熄火!

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冲压发动机在熄火后极难再次点燃,因为在没有动力的情况下导弹速度会越来越慢,如果不能再超音速状态下完成点火,那么一点速度掉入亚音速就没机会点火了,所以布拉莫斯这种导弹的过载是非常有限的,简单的说就是预置的机动范围有限,有算法可以计算轴对称飞行器的极限过载范围,比较容易被拦截.

中国已进入固体冲压发动机时代

液体冲压发动机比较常见,因为液体是流动的,可以通过一个小油泵注入气流中并均匀混合,所以一般的超音速巡航导弹都是液体模式,优点技术难度比较低,缺点是液体导弹体积比较大,因为油液的密度比水都小,所以印度的布拉莫斯导弹长度超过8米,这也是正常现象。

除了液体冲压发动机外,还有固体冲压,固体燃料比较好处理,可以压一压增加密度,因为绝大部分固体都比液体密度要高,同等重量下的固体燃料在体积上要小得多,所以用固体冲压发动机研发的导弹体积会大幅度缩小,但是固体冲压发动机难度也很大,主要集中在如下几个方面:

  1. 必须突破固体贫氧高能缓燃燃料技术;
  2. 必须要让缓燃速度可控,这样才能调节不同速度下的燃气混合比;

与各位想象的不同,固体冲压发动机是用缓燃高能燃料的“阴燃”产生大量可燃性气体,再和进入进气道的大气混合,在冲压发动机燃烧室点燃,难度是缓燃快慢都不行,另一个是头部轴对称进气不太行,因为头部进气会穿过缓燃装药的进气道,随着燃料的燃烧,这个进气道数据会变化,调节难度太大;

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或者使用隔板隔离,但这样一来进气道结构就复杂了,所以印度的轴对称头部进气的方案就挂了,而四周肋部进气不影响头部缓燃装药的燃烧速度,可以做到精确控制混合比;目前印度没有这种肋部进气的技术!

所以你就知道当年中国为什么要引进3M80型超音速反舰导弹了,并且中国还将其用四个肋部轴对称进气改成了斜面切口,过载可以更高!中国人早就考虑为未来的固体冲压发动机做技术储备,而印度还在傻傻的搞布拉莫斯,以后要改固体冲压的话,需要再次投入巨资!所以就算同样是引进技术,中国知道自己想要什么,而印度则只能走马观花,人家说啥就是啥,人家说啥好就啥好!

SCMP和印度媒体报道的这种发动机就是固体冲压发动机,因为含硼高能燃料是固体,简单的说就是中国早就搞定了固冲,现在测试只是要将这种技术发扬光大,从空中折腾到水下去!

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印媒也别急,毕竟急了也没用,中国在2020年停产的一款导弹数据就相当牛逼,长剑-100超音速巡航导弹,长9米左右,直径0.7~1米,弹头载荷500千克,射程4000千米+,巡航速度4马赫+,巡航高度30千米+,并且这种导弹使用了多种制导模式,包括惯性制导、地形匹配制导、景象匹配制导、北斗卫星定位导航等组成之复合制导系统,除非被击落,否则完全无法干扰。

这种导弹可以碾压全球任何巡航导弹,但这导弹在2020年停产了,因为中国装备了DF-17和DF-21D以及DF-26和27,长剑-100确实没法和这些大神相比!我们停产的导弹都能碾压全世界,印媒居然还想用布拉莫斯这种老古董出来对比,真是有点贻笑大方了!