什么是乘波体高超声速武器?

这个男人没长心


二零一八年八月三日六点四十一分,西北地区某靶场内传出一声巨响,只见一枚火箭腾空而起,直插三十千米高度的云霄,并在接下来的十分钟之内分别完成抛罩级间分离,以六倍音速进行了弹道大机动转弯等动作,最终成功按照预定轨道落进靶区。

这条消息来自于中国航天空气动力技术研究院的喜报,那枚名叫星空2的火箭则是该院历时三年所研制的国内首款乘波体气动布局的高超声速试验飞行器的载体,而星空2发射试验的圆满成功,标志着中国实现了第一乘波体飞行器的壮举。

说到乘波体飞行器,相信许多观众并不陌生,它是近年来各大国争相研制的课题,顾名思义,乘波体就是乘着波浪的飞行器,就象一名冲浪者骑在激波的波面上,依靠激波的压力产生升力,这么说或许有点难以理解,相信观众们都打过水漂吧?如果把大气层边缘比作水面,那么乘波体飞行器就是你扔出去的那一块石头,区别在于,乘波体在空中飞行的时候是很稳定的。

从外形上来看,它是一种扁平楔形或者锥形的流线型物体,其所有的前缘都具有附体激波,简而言之,一切设计都是基于高升阻比以及强机动性的理念而打造,这让其具有了速度快,高度高,巡航距离远,乃至于突防能力强大的特点。

乘波体飞行器可以轻易达到五倍音速以上的超高速度,堪称航空领域里面,继螺旋桨,喷气推进气之后的第三次革命性技术,说到这里,相信很多观众已经知道它的作用所在了,这是一种能够在一小时之内打击全球任意目标的高超音速武器。

乘波体的概念最早是在一九五九年由诺威勒提出的,但真正让乘波体进入大众视野的,则是美国空军研究实验室与国防高级研究计划局联合主持研制的超燃冲压发动机高超音速验证机,X51A“乘波者”飞行器,它可以达到五点一倍音速,打击一千公里外的任何目标仅仅需要十几分钟的时间。

国产乘波体飞行器的进展又如何呢?二零一一年六月,中国首次开始对使用超燃冲压发动机的验证飞行器展开验证,截止二零一六年四月,我们至少已经成功进行了七次高超声速滑翔载具HGV的试射试验,而最高时速更是曾经达到过十倍音速,凭借这个速度带出的撞击动能则更可谓恐怖。

绝对可以称得上是代替现有反舰导弹和弹道导弹的航母克星,而乘波体飞行器本质上其实就是一种巡航导弹或者弹道导弹,但由于它能达到现有武器所不能触及的高度和速度,因而具有极为强大的突防能力,几乎没有被拦截的可能性,众所周知,我们现在有核武器也有较为齐全的发射载体。

但是,无论是现役的东风31弹道导弹,还是094型战略核潜艇,都和美国以及俄国同类武器存在一定差距和滞后,而且短期内这个差距似乎并不容易赶上,为了平衡战略优势,我们另辟蹊径,在乘波体飞行器上走出了一片天地,让美国仰仗的反导系统大幅降低作用,而乘波体作为下一代飞行器,是值得我们大力投入研发的。

如果说二十世纪大国利器是战略轰炸机,路基发射井的话,那么新世纪乘波体和弹道导弹核潜艇才是当仁不让的王牌,这两者一个几乎无法被拦截,一个几乎无法被发现,而这两项优势皆为轰炸机和发射井所不具备的。


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所谓“乘波体”,顾名思义,就是“乘坐着激波的物体”。在介绍乘波体飞行器前,我们先来简要了解一下激波。激波也称冲击波,是物质在受力、压强或密度和温度条件突然发生变化时产生的一种强压缩波。飞行器在大气内进行超音速飞行时,由于会对空气造成剧烈压缩,因此会在飞行器前缘产生激波,这正是乘波体飞行器能够在空气中飞行的基础。

从外形上看,虽然乘波体飞行器属于大气层内的飞行器,但并不具有传统的机翼、尾翼等翼面结构,其外形呈流线型,飞行时其前缘会产生激波,由于乘波体的前缘下表面与激波上表面重合,因此能够通过激波的压力获得升力。

用形象一点的说法,如果将空气视为平静的水面,那么乘波体飞行器的飞行方式就是“打水漂”。由于乘波体的这种特性,对于普通飞行器来说造成极大阻碍的激波,却成为了乘波体飞行器维持高度和速度的必要条件。

而由于对激波效应的利用,乘波体飞行器能实现普通飞行器所难以媲美的高速度。与常规飞行器所不同的是,乘波体飞行器在设计时需要先考虑空气动力流场,然后再根据气动流畅的分析结果设计构型。具体来说,目前乘波体飞行器分为楔形流乘波体、锥形流乘波体、倾斜锥、锥流乘波体、吻切锥乘波体、定常/变楔角法和星型体等构型,其中楔形流乘波体是目前较为常见的乘波体飞行器类型。


军机图


随着时代的一点点进步,各种新兴的技术不断的出现。而最近的一种新技术就特别的受到关注,就是乘波体。光听这名字就感觉这种技术特别的有气势,因为好像从名字上很难理解。比如其他的一些技术听着可能就有点概念了,想隐身技术、电磁炮等等。

这一种乘波体主要就是一种外形标准,或者说是一种结构概念,这样的一种概念是一种十分适合进行高超音速飞行的一种结构,简单的来讲就是流线型外形。这种结构设计出来之后,在其前缘都会具有一种附体激波,使得采用这一结构的武器能够获得更高的飞行速度,而且在空气阻力方面要远小于之前的一些外形结构。

这一种结构的产生主要是因为科技的发展,各种武器的飞行速度已经突破了音速,但是先前的气动结构在这种速度的表现并不是很好,因此出现了这种外形结构。采用这样的一种结构的武器或者飞行器,在飞行的时候其外形的前缘平面会和激波的上表面发生重合,也就形成了一种附体激波的形式。这一种激波在以往的气动结构中属于一种阻力,阻挡了飞行器、武器等的速度。但在这种结构之下,这一种激波成了一种动力,也为这些飞行器、武器等提供升力,从而使高超音速的实现更为的便捷,就有点类似冲浪的韵味。

而在目前,各国都在研制这样的一种武器,据说中国已经有首款试验成功了的。


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乘波体飞行器可以看作是一种“高机动飞航武器系统”(不一定是超高声速),说白了就是有点像高空机动巡航导弹,不仅具有灵活弹道特性还具有高机动能力。

因为乘波体飞行器具有高升阻比特性,在经过气动外形优化后可以突破传统意义上的飞行器升阻比屏障,在偏离设计点条件下仍能保持良好的气动特性。

而乘波体的这种特性和优点就非常有利于设计多变弹道,像我们经常说的“钱学森弹道”、“桑格尔打水漂弹道”,都是乘波体飞行器的基本弹道。而普通弹道尤其是弹道导弹弹道基本固定,哪怕像毛子匕首那种超高声速导弹,其实也就是一种弹道导弹的变体,导弹也是固定的,唯一不同的就是发射平台从陆基移动平台换成了天上的飞机,在突防能力上除了“快”之外,没有本质上的变化。

而乘波体飞行器就不一样了,因为它弹道的多变特性,在突防能力上自然比传统弹道导弹或者“匕首”这种超高声速导弹要强,所以国内外对“乘波体飞行器”的研究一直非常深入,美国、俄罗斯、欧洲等都有自己的“乘波体飞行器研究项目”,只不过进展各不相同罢了。


而国内中航工业、航天科工、各科研院所也早对乘波体飞行器进行过研究,只不过一直都没有工程化应用,而最近报道出来的星空-2可以看作是国内对“乘波体飞行器”的一个工程应用化方案。
图注:星空2背后是航天科技集团11院,而我们“乘波体飞行器”背后涉及到科研院所就多的多了。


军事小科普


据媒体新闻网报道,我国乘波体超高音速飞行器获得突破,试飞圆满成功,如此公开曝光,说明这款飞行器具备了一定的实力,非常稳当可靠的先进技术。






所谓乘波体就是一种能够适合超高音速飞行的飞行器外形,波就是激波,乘坐在激波上。有了这新型设计理念的外形、对超高音速的飞行更适用,更能发挥威力。



激波打个比、喻,就像孙悟空驾筋斗云,翻个跟头十万八千里,像观世音的莲花座,来去神速,就像这么神奇的东西。神速,突防能力强,说曹操曹操就到。乘波体依靠这个激波的压力向上产生巨大的升力,



在1959年的时候就提乘波体这么一个概念,这个乘波体具有多种形体设计特点,有锥流乘波体,楔形,星形,非常科幻,科学的一种切合实际超高音速设计体,其特点就是,使阻力变小,速度更快,突防能力爆表。


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牛头马面两鬼


看了刚刚一个哥们的回答,图片配了不少,没回答到点子上,关键问题没回答。。。可能是知识面不足的原因吧。。。

想知道乘波体是什么,首先要知道乘的是什么波。

波这种东西很难描述,图片也基本上没有什么特别有辨识度的。抄一个百度百科上的图吧。

图就是激波。也就是乘波体乘的那个东西。激波容易被人理解的方式就是音爆。7爷进气口中间那根锥子就是激波调节椎。就是调节激波产生的位置以调整进气量的。

高超音速条件下,通过特殊设计的机体构形,利用激波产生升力的高超音速飞行器,就是乘波体了。网上照片一大把,但是wz和星空2到底长啥样?没见过。美国有几个模型基本上就是网络版的上流传的所有资料了。

大体也只能回答这么多了。具体的原理我要是懂的话就不能说了对吧。。。



满船清梦压熙和


乘波体是指一种适宜高超音速飞行的气动外形,飞行时飞行器的前缘平面与激波的上表面重合,就像骑在激波的波面上,依靠激波的压力产生升力,所以叫乘波体。


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