中國造出新材料,給高超音速飛彈穿上鐵布衫,實現一小時打遍全球

近期,在西北某靶場,由我國中航科技集團公司研製的“星空-2”號高超音速飛行系統成功發射,高超音速飛行體成功進行了10分鐘的自主動力飛行,完成了預定的多項飛行試驗項目,最終精準進入落區。

高超音速武器,顧名思義,屬於把“唯快不破”用到極致的武器,6倍音速以上的高速度足以讓現存任何導彈防禦系統變成廢鐵,不僅如此,超高的速度還能換來超長的射程。

“星空-2”的試飛成功,證明我國對乘波體式高超音速武器的研究已經有了長足突破,“一小時之內打擊全球任何目標”不再是一句科幻小說式的構想。

中國造出新材料,給高超音速導彈穿上鐵布衫,實現一小時打遍全球

而在乘波體式高超音速武器的研發中,“如何將飛行器提到如此高的速度”往往不是難題,高超音速武器最大的難題之一,在於超高速飛行時,氣動摩擦加熱效應對飛行器表面產生的高溫。

在飛行速度達到5-6倍音速時,就算是在高空,飛行器表面和空氣分子的摩擦都會將飛行器表面加熱到2000-3000°C的高溫,一般克服這種超高溫的方式,都是使用各類燒蝕材料,利用昇華吸熱的原理,主動“犧牲”燒蝕材料,保護飛行器的結構。

中國造出新材料,給高超音速導彈穿上鐵布衫,實現一小時打遍全球

但在乘波體上,這條路行不通,乘波體的升力來源主要是其氣動外形,如果外表材料燒蝕,氣動外形改變,飛行器將會失控墜毀。

對此,唯一的途徑就是熱防護材料,熱防護材料的設計及其關鍵,美國的HTV-2高超音速飛行器就是在衝擊20馬赫時,因為熱防護材料在高溫下失效,才在空中燒燬。

我國在熱防護領域已經頗有建樹,例如在這些高溫場合多有應用的碳/碳複合材料,我國的研發就處於世界先進水平,這種複合材料可以在3000℃以上的高溫下仍然保持強度,並且不會變軟,反而“越燒越硬”,足以抵抗高速飛行的壓力,是各類高超音速飛行器的一件“鐵布衫”。

中國造出新材料,給高超音速導彈穿上鐵布衫,實現一小時打遍全球

當然,除了“鐵布衫”,高超音速飛行器還有一件“金絲軟甲”。這層軟甲就是疏導式熱防護系統,這種系統使用液氣二相變化及對流,具有熱超導性,可以將集聚的熱量快速疏導到冷端,即使是再耐高溫的超材料,也有其耐溫極限,這種時候就需要疏導式熱防護熱系統,將熱量“轉移”到航空器上未受氣動加熱影響的地方散發出去。

我國連連傳出好消息的星空2、WU-14、DF17等高超音速試驗載具,都少不了“鐵布衫”和“金絲軟甲”的功勞。


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