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世界首创中国远程弹道导弹飞行末端还能全动力加速和大过载机动

归档日期:06-07       文本归类:弹道要素      文章编辑:爱尚语录

  40年前,卓越中国科学家钱学森先生提出了著名的钱学森弹道,就是俗称的滑翔弹道,它比较形象的描述就是让飞行器在地球近地空间内打水漂前进。这种弹道的优点是射程较常规弹道远一倍,而且存在多次变轨难以拦截。这两个特性特别适用于当今的弹道导弹的远射程、反拦截的发展。但是这个弹道也有它的不足之处,就是所有能量只能靠发射的主推段火箭发动机给予的速度供给(洲际导弹达到25-30马赫),随后所有过程都是耗能过程。到目标上空,导弹弹头残存速度已不足5马赫甚至更低。就如同打水漂最终速度不济,下沉水底一样。因此应用滑翔弹道如何提高末端速度就是摆在科学家的面前,最直接的办法就是给弹头加个火箭助推发动机,然而弹头重量和体积剧增,导致可装弹头数量大幅减少和反拦截机动困难,向中国科学家致敬,经过多年的大量研究,中国推出了实用的超燃冲压发动机,攻克了世界性难题,超燃冲压发动机凭借其小巧的体积,高效的特性很好地解决了滑翔弹道末端供能问题,能给导弹弹头急加速并实施大范围大过载机动,速度达8马赫,中国超燃冲压发动机已平台化应用到各个子领域。

  速度5马赫以上称作超高音速。要达到超高音速,除了固体火箭发动机,就只能采用超燃冲压发动机。在2017年军民融合展会上面,首次公开展示了国产凌云高超声速通用飞行平台,它是中国首次展示的实用型高超音速飞行器。凌云高超声速平台是轴对称的径向布局,从弹头进气道可以看出它采用了超燃冲压发动机。发动机采用环形进气道,有助推火箭发动机。该飞行器的发动机(含火箭部分)长4米、推力1530Kg、总重700Kg。美国最先进的X-51A的超燃冲压发动机(含预压进气道)4米长、重300多公斤、发动机实际上长2米、推力只有我们的1/3(520kg),还屡次失败,一直未成功。

  2018年,中国成功试射了星空-2高超音速飞行器,星空-2高超音速飞行器是国内媒体首次公开的乘波体气动布局的高超声速吸气式飞行器,使用超燃冲压发动机为动力,试验速度最大6马赫,飞行时间长达400秒。该试验的成功是中国超燃冲压发动机应用的重大突破。星空-2高超音速飞行器可做出大载荷机动动作,可以全程5-8倍马赫速度动力飞行7-10分钟,最终还精确的命中了目标。

  而美国最先进的X-51A 高超音速飞行器采用左右对称布局。2010年首飞速度达到4.88马赫;2011年和2012年两次试验均告失败;2013年由B-1B轰炸机挂装,投射并助推后达到3马赫,然后超燃冲压发动机启动加速,但是速度在到5马赫之后,冲压发动机仅坚持不到300秒,滑翔不到500秒,然后坠入了大海。由于连连失败,美国政府决定终止X-51A的继续研究。

  中国研究之所以后来居上,最重要的是依靠于有多个高马赫数的风洞。例如:1990年启用的GJF超声速管风洞,可进行3.5到6马赫气体动力学研究。1992年启用的JFK-10爆轰驱动高焾激波风洞(达20马赫)。1992年启用的 JFK-8高超声速激波风洞(6.5到15马赫)。2011年6月验收定型的JF-12爆轰激波风洞,可对5到9马赫的飞行器进行气流动力学研究,技术水平达到世界领先水平,实验时间达100ms,喷管直径达2.5米。有先进全面的风洞才能研制适用的进气道,而进气道是超燃冲压发动机稳定工作的关键要素。

  在高超音速飞行器平台的基础上,中国不光可以进行弹道导弹的研究、还可以进行高超音速巡航导弹的研究,可以把巡航导弹的射程由目前的几百公里,速度4倍音速提高到射程几千公里、速度10倍音速。也可以作为未来有人飞行器的动力研究方向,实现人类科学技术的大跨越。返回搜狐,查看更多

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