什麼是高超音速飛行武器?

嘯鷹評


高超音速導彈是導彈武器攻防發展的一個新的階段,在這個階段中,中俄兩個國家走在世界的前列,美國的發展逐漸減速,導致目前在高超音速導彈武器方面,美國的劣勢較大,中俄都有拿得出手的高超音速導彈,比如東風17、匕首導彈等。

圖為東風17滑翔式高超音速導彈。

導彈從誕生的那天開始,導彈的攻擊和導彈的防禦就成為一個永恆研究和進步的課題,在這個螺旋式上升的技術發展中,最早導彈的攻擊無法攔截,世界各國只能競相發展攻擊性導彈,這個趨勢一直持續到上世紀70年代,當時第一代可以對導彈進行攔截的防空導彈出現並且服役,也出現了海標槍防空導彈成功攔截伊拉克反艦導彈的案例,從當時來看,防空導彈確實可以精確對戰術巡航導彈進行攔截。

圖為東風17導彈,他是世界上第一批公開展示的滑翔式彈頭高超音速導彈,射程1800-2200公里,具備機動變軌和隱身、高超音速突防能力。

但是對彈道導彈的防禦一直都是非常困難的事情,如今美國發展了愛國者3、標準3、KEI、GBI等攔截導彈,建立了戰略級、戰區級、戰術級的反導防禦體系;俄羅斯也發展了A35、A135、A235等戰略反導體系,使用53T1等攔截彈,包括我國也發展了一些反導攔截彈藥和系統,這才把對彈道導彈的防禦成為了比較可靠的事情,正式成為一種可以依靠的防禦手段。

圖為美國研發的高超音速飛行器。

如今,對巡航導彈可以用防空導彈攔截,對彈道導彈可以用反導攔截彈進行攔截,於是各大國又開始從攻擊性彈藥上動腦子,發展出了高超音速導彈。高超音速,顧名思義就是以非常高速的飛行速度進行飛行,這個速度起碼在5馬赫以上,這個速度是導彈的突防狀態的速度。廣義來說,洲際導彈和射程超過2000公里的中程彈道導彈都有末端高超音速的能力,因為他們的彈頭在末端垂直落下的速度往往超過了5馬赫。

圖為美國研發的高超音速導彈武器。

但是這種導彈只是在末端進行高速飛行,高超音速導彈要求導彈在早期飛行中就完成加速,以高超音速飛行完全程,以達到成功突破防禦、縮短敵人反應時間、降低敵人攔截系統效能的作用,其實如果導彈能夠實現全程5馬赫飛行,那麼目前世界上所有的攔截系統都會對其無效。從這個角度來看,高超音速導彈因其目前無法被攔截,因此完全可以成為改變戰場勝負的關鍵兵器。

圖為俄羅斯鋯石高超音速反艦導彈。

圖為我國的凌雲高超音速導彈。

俄羅斯為此發展了先鋒高超音速戰略導彈、匕首高超音速空射彈道導彈、鋯石高超音速反艦巡航導彈,我國則發展了東風17滑翔式高超音速導彈、凌雲系列火箭助推/空射型高超音速導彈、星空2高超音速彈道導彈等武器,這些彈藥的出現已經把世界帶進了高超音速時代。而美國也早已經從上世紀90年代開始對高超音速武器進行了研究和發展,如今也拿出了X51A等高超音速飛行器,可以斷言,未來的戰場必定是機動式高超音速導彈的天下。


海事先鋒


說起飛機行業的發展,國際上眾多國家的飛行機都是大同小異,無非就是一款飛行器加上其他的科技系統組合而成的,轟炸機是這樣,戰鬥機也是如此。關於飛行器的拓展就直接關係到一個國家軍事素質的關鍵鑰匙,那麼中國高超音術飛行器發展如何?一些專家給出答案:如果中國利用這種技術的話,可能會突防世界第一。

中國軍事力量從建國以來就在不斷地提升和壯大,以第一顆原子彈的爆炸就註定的中國這個國家的軍事素質在未來會很強大,一些簡單的實例就足夠證明中國空軍的努力不是白費的,論到飛行器的發展,中國的戰機大多采用科技感很強的飛行器作支撐,但是有一些不是自主研發而成的飛行器,有一些是引進國外的科學技術組合而成的。

超高速飛行器在當今世界被稱為航空作戰的必殺技,它所具備的能力是很多轟炸機和戰鬥機所達不到的,在速度上就無法超越,該飛行器的最大速度可以達到400米一秒,相比普通戰鬥機的速度的4倍左右,可以穿越大氣層的100千米高空進行觀察和出擊。

這也是稱為了當今世界發展超音速飛行器的主流,它作為一款具有重大影響力的飛行器,主要的任務就是為了幫助航母和配合其他戰機共同作戰,一般的演戲都是攜帶導彈快速到達目標地點進行轟炸,能夠快速的撤退和掩護友軍,裝配反雷達監測系統能夠更好的隱蔽自己,一般陸地上的雷達是監測不到的。

美國的軍事力量算的上是當今世界第一,無論是航母還是超音速飛行器那都是世界上最好的了,因為跟隨美國的軍事主流,很多國家都在效仿美國研發高科技飛行器,超音速就是屬於其中一款,美國的超音速飛行器喜歡把音速導彈裝配進去,因為美國的軍方認為把兩者巧妙的結合起來就能組合成一個很強的動力系統,俗稱為的:好湯必須配好料。

美國的飛行器發展歷史雖然很久遠,但是中國作為當今世界最強大的發展中國家,現在已經能夠通過自主研發的階段去製造超音速飛行器了,而且科學技術足夠能讓中國的超音速在世界鼎立。中國的飛行器發展將來一定會比美國的更加厲害,現在的美國飛行器已經奈何不了中國了。


諸葛小徹


高超音速,是一種空氣動力學專用名詞,其意思就是指飛行速度比超音速還高出許多的一種飛行狀態。通常指的是以5馬赫(5倍音速)或更高的速度進行飛行。而對於高超音速武器來說,不光要能持續保持高超音速的速度飛行,重點是還要能在可控制的狀態下飛行。高超音速武器最大的優勢就是可以讓現有的反導攔截系統基本失效。所以高超音速武器也可以作為戰略武器來使用,是目前世界上的幾大軍事強國重點研發的武器系統。

實際上,高超音速武器研發不容易,一旦成功之後想要攔截的話就更是難上了新高度,概率大概跟用彈弓打10km外的一隻蒼蠅差不多,要想打中那不是一般的難。

高超音速武器除了用來突破對方反導防禦網之外,還可以攻擊對方的反導防禦網。從而讓己方的後續火力能有效發揮作用,屬於非常高端的踹門型戰力。

目前的技術條件下,能進行高超音速的飛行方法有三種,而三種都是無人的飛行器,而且無人載具在大氣層內的時間越久,設計上就越困難:

1、特殊設計的彈道導彈的彈頭,能在最後重返下落階段達到可以控制的高超音速飛行狀態。

2、使用超音速燃燒衝壓發動機的無人飛行器。

3、在太空飛行的無人載具。例如美國的X-37B無人太空飛機。

目前現有的高超音速飛行器多數採用無人設計。如果有人的話技術上會過於複雜,因此也沒有必要。但是即使沒有人,能否可以讓這種武器長時間在大氣層內飛行,也是一個很難解決的問題。不光是推力技術要獲得突破,如何降低摩擦產生的巨大溫度也是很頭疼的情況。所以說在這個地球上,也就只有中美俄還有資格在這方面搞搞事情了~~


陶德中士


顧名思義高超音速武器就是利用高超音速(hypersonic)飛行原理並搭載武器的導彈。早在二戰時期,德國科學家桑格爾便提出理論設想,當時他的設想是在高層大氣中滑翔,從歐洲發射橫跨大西洋攻擊美國本土。錢學森在桑格爾的基礎之上又提出自己的理論,也就是“錢學森彈道”。然而由於當時的技術所限,這些設想僅停留在紙面,直至2000年代,高超音速武器從設想變成現實,而且其極速的特性讓任何形態的反導系統失效。東風-17的公開亮相也標誌著我國也擁有高超音速武器。

高超音速武器主要包括兩種形態,一類是高超音速滑翔飛行器(HGV),它主要搭載與速度極快的載具,發射到大氣層外釋放,並利用地心引力和自身發動機加速返回地面,通知還能做出滑翔機動對準目標,其速度能突破10馬赫。另一類則是高超音速巡航導彈(HCM),這是在大氣層內發射的導彈,它和巡航導彈類似,速度能達到6馬赫。

早在2014年,美國便探測到我國有一枚彈道運載火箭試射高超音速滑翔飛行器。隨後我國國防部也證實了這一消息。2017年,央視欄目報道我國的一款JF12激波風洞測試系統,它能吹出9馬赫的模擬風,溫度更是高達3千攝氏度。此後美國還多次偵測到我國試射高超音速發射消息。在剛過去的“十一閱兵”中,公開亮相的東風-17射程在1800~2500公里,這也是全球首款搭載高超音速彈頭的彈道導彈。

此外美國也進行過高超音速飛行器測試,例如X-43和X-51乘波者。


航空之家


高超音速武器是指飛行速度5馬赫以上,且是在大氣層邊緣或者大氣層內飛行的武器,飛行軌跡不是固定的拋物線,而是能夠像飛機一樣複雜多變。由此可見,高超音速武器是全新概念武器,而不是傳統的彈道導彈。因為彈道導彈雖然天生具有高超音速飛行能力,卻並不算高超音速武器,因為其高超音速是在大氣層外獲得的,飛行軌跡又是固定的拋物線。

高超音速武器一種是有動力的,一種是無動力的。有動力的有不少是用飛機投射,然後用自主動力飛行;無動力的多是用彈道導彈攜帶,用彈道導彈的火箭發動機助推到高超音速,然後在大氣層邊緣進行高超音速滑翔飛行,這種無動力的會越飛越慢,飛行距離也不會很遠,也因此稱高超音速滑翔飛行器。而我國的東風17常規導彈則是一種比較特殊的高超音速武器,它是用彈道導彈的火箭發動機助推到高超音速,然後放出高超音速飛行器在大氣層邊緣飛行,而且它不僅能滑翔,還有動力,能長時間維持高超音速飛行。現役的防空導彈系統和反導系統對於高超音速武器都難以實施攔截,防空導彈是速度跟不上、高度夠不著;反導導彈是攔截速度和高度夠,但機動能力不夠。反導導彈在設計上是對付傳統拋物線飛行的彈道導彈,只強調往快了飛、往高了飛,沒考慮過在飛行過程中進行大的機動,所以對於攔截高超音速武器也無能為力。所以,在未來相當長時間內,高超音速武器是突防能力最強的。(S)


聯合防務


東風-17突然亮相為何另西方緊張?別說攔截了,連預警都非常困難!

這次閱兵,亮相的武器裝備眾多,也是規模最大的一次!當然了,這次盛大的閱兵,也引起了全世界的關注,對於西方國家來說,顯然要看看這個東方大國這次又有哪些拿得出手的傢伙?閱兵之後,很多國外媒體都是一片驚呼,大聲稱讚,但是也有西方個別媒體那就是雞蛋裡挑石頭,總是給你挑點刺!就拿最後的氣球來說,有西方媒體就說了,這麼多的氣球就不汙染環境麼?但是大多數的西方媒體還是比較客觀的,尤其是看到了展示的諸多從未露面的新型武器,讓西方國家也不那麼淡定了!

很多人說,這次閱兵式上,最大的明星就說最後壓軸出場的DF-41,16枚洲際導彈帶來的震撼絕對不是言語能夠表達的,而且1.4萬公里的射程可以覆蓋到全球任何一個角落!但是東風-17的出場,風頭絲毫不比DF-41差,這個早在2017就開始測試的高超音速彈頭,沒有想到這麼快就出現瞭如此盛大的閱兵式上!才短短2年的時間,就有如此成就實在是了不起!這種高超音速彈頭就連美國和俄羅斯還沒搞的太明白,此番正式亮相,也意味著這款高超音速武器已經具備了全天候參戰的能力!

這款高超音速彈頭的有效射程能夠達到2500公里左右,可以覆蓋周邊海域,這種新型的高超音速滑翔彈頭是從彈道導彈上展開的,然後滑翔至目標位置,其飛行軌跡與傳統彈道導彈大不相同,根本無法預測它的軌跡!這次突然亮相,卻引起了西方國家的緊張!關鍵是一旦這樣的高超音速武器應用到中程導彈和遠程導彈上,西方國家顯然會非常忌憚!這樣的緊張不僅僅是因為西方國家還沒有,更因為西方國家還沒法攔截!

東風-17的亮相,讓西方國家緊張是必然的,這可不是過家家,更不是擺設!即便是防空實力強大的美國,顯然也無法攔截,美國即便擁有三層防護網,但是即便美國的防空體系都崩潰,也無法攔截!別說是攔截了,在高超音速面前還無法追蹤其軌跡,即便是防空系統想要預警恐怕也反應不過來!


武器君


HyporveIocⅰty.Guⅰⅰded.MissⅠeSyetem/或HⅤM[高超音速導彈武器]

是一種可在大気層邊緣滑翔的新型前沿高科技武器系統、測試飛行速度達10馬赫以上。

分全程和末段超高速兩種摸式。




2017年12月28日美國《外交家》雜誌社網站首次報道:“中國試射了一杖代號“DF17”的新一代HVM/超高速彈道導彈、射程1800~2500Km、並擊中目標、蕕得成功、該型導彈可搭載核/常兩種彈頭、其再入器採用超高速滑翔技術……”。



據俄羅斯《塔斯社》報道:俄羅斯成功試射“Avangard/鋯石”(也有外媒稱“匕首)的20馬赫高超音速導彈武器、採用SS-19洲際導彈助推器射程達6000英里……

美國媒體也公開報道稱:“俄羅斯20馬赫高超音速導彈武器是無法攔截先進導彈技術、美國在HVM高超音速導彈競爭中遠遠被甩在後面。”
美國是最早提出“60分鍾快速全球打擊計劃”,早期與“洛克希德-馬丁”公司簽署“X-51A-乘波者”超高速武器研製含同、然而“x-51a”進展緩慢……
美國的第二套超高速導彈試驗AHW也進展不順利、兩次發射均告失敗……



以美國的航空航天科技實力、不久的將來肯定會有超高速彈道導彈出現、中國、俄羅斯在超高速彈道導彈研發一路領先、將來會在“超高速彈道導彈領域”形成三足鼎立的局面。


孔乙己亂彈


從飛行器的角度來說飛行速度大於5馬赫的就是高超音速飛行器。

但是現實中有多種導彈速度是大於5馬赫的例如部分空空導彈,各式彈道導彈實際上也是末端速度都超過5馬赫了,例如東風15C落地速度約6馬赫,但是具體的定義是臨近空間超過五倍音速的才算高超音速飛行器。

還有高超聲速飛行器的理論支持實際是由桑格爾提出“桑格爾彈道”也是高超音速理論的一種模式,另一種就是中國科學家錢學森提出的“錢學森彈道”,“桑格爾彈道”借用了貼近大氣層時大氣層給的反作用力“彈跳”在大氣層邊緣飛行,這種飛行方式彈道非常不規則無法解算,並且由於反覆貼近大氣層在多次彈跳的過程中增加部分射程。而“錢學森彈道”是助推加滑翔,也就是利用特殊的氣動設計在臨近空間內乘著激波(超音速飛行產生)“飛行”,兩者不同的地方在於“桑格爾彈道”是利用大氣層反作用力,“錢學森彈道”利用激波。

“錢學森彈道”對導彈的熱防護性能要求高,並且具備一倍射程的增幅能力(同樣的助推器相對於傳統飛行模式),而“桑格爾彈道”對熱防護的要求沒有“錢學森彈道”高,並且它的射程增益沒有“錢學森”彈道大。

東風17的助推器體積大約和東風16的差不多,但是東風16射程只有1000公里,而東風17導彈據官方介紹是中遠程,射程通過新式彈頭增加到了2000多公里。



李曉偉


圖為東風-17高超音速導彈

中國建國70週年大閱兵上的東風-17導彈可以說是狠狠地刷了一波眼球,雖然報道的立場有所不同,但無論是中國媒體還是外國媒體都對這款高超音速武器的性能讚不絕口。毫無疑問,擁有了高超音速武器的中國已經有底氣在東亞地區對任何國家說“不”。從這一點上足見高超音速武器的戰略意義所在。

不久之前,高超音速武器還只停留在理論和紙面之上

回到題目,什麼是高超音速武器呢?從中國所展示的東風-17來看,高超音速武器是一種能夠打破現有地區局勢平衡的武器。而從更早之前俄羅斯試射先鋒導彈來看,這是一種能夠突破現有所有防空網絡,幾近無法防禦的頂尖武器。西方尤其是美國長期在世界各地建設反導網絡,而高超音速武器的出現可以令其努力完全失效。

俄羅斯的先鋒導彈一度讓西方感到恐慌

但是,這些戰略層面的意義,並不足以說明“何為高超音速武器”。從字面上來理解,高超音速武器便是飛行速度遠超音速的武器。然而,以這一條為標準來區分高超音速武器的話,則一部分超音速戰機、無人機和彈道導彈也應當被算入在內。當然這麼來區分並不算錯誤,只不過這裡的高超音速武器屬於廣義上的高超音速武器,而非上文所特指的高超音速武器。

此前薩德系統曾成功攔截彈道導彈

航天器想要沿地球表面運行,則速度必須要達到每秒7.9千米以上,這個速度無疑是遠超因素的340米/秒。而彈道導彈在軌道上進行飛行時,速度正是接近或者超過第一宇宙速度的。不過,彈道導彈所飛行的軌跡大部分不處在稠密大氣層內,而是在阻力較小的宇宙空間,能夠達到超高的飛行速度要比在大氣層內容易的多。而狹義上的高超音速武器,是類似巡航導彈一般,在稠密大氣層內或者邊緣上進行飛行的武器。其中還有一種較為特殊的高超音速武器,利用錢學森彈道在大氣層分界處“打水漂”,來完成高超音速飛行,上文曾提到的東風-17就被認為屬於這一類高超音速武器。

著名的美國鋪路爪雷達便是針對彈道導彈研發的

在稠密大氣層內部飛行,好處就在於不易被發現。目前世界上針對彈道導彈所研發的預警雷達完全可以在彈道導彈升空後捕捉目標並預測軌跡,為己方防禦網絡提供最多20分鐘的反應時間。這麼長的時間,足以讓防空網絡進行兩到三次攔截,因而彈道導彈想要成功突防難度是非常之大的。而高超音速武器則不然,由於在稠密大氣層內飛行,預警雷達很難提早發現其蹤影。而當高超音速武器出現在雷達上時,往往只留下了幾分鐘甚至幾十秒供敵方防空網絡進行攔截。這無疑會大大提高其突防效率。

另外,高超音速武器的威力不僅僅是突防能力出色,可以最大概率地投送戰鬥部,其遠超音速的速度賦予了其巨大的動能。按照東風16的1.5噸的戰鬥部和20馬赫的末端突防速度來計算,即使戰鬥部只是一坨鐵塊,也能夠作為質量投射武器,釋放出34680百萬焦耳,也就是堪比8噸TNT炸藥的能量。高超音速武器之所以能夠給一個國家帶來相當的戰略優勢,正是因為其超越時代的技術優勢。


區域拒止


如果要解釋什麼是高超音速飛行武器,首先我們應當明白高超音速的定義!

所謂的高超音速(Hypersonic),從嚴格意義上講是速度超過5馬赫以上。這種特點下,飛行器的設計會有和以往的亞音速/超音速飛行器的設計有很大區別。他們需要承受更嚴酷的環境條件,更嚴格的性能要求總體來說,氣動加熱溫度高、動壓強、聲振頻率高。如果是運用於臨近空間的,則還要承受額外的輻射等等因素。


總體來講,高超音速武器分為兩個大流派:火

箭式高超音速飛行器(RHV)和吸氣式高超音速飛行器(AHV)。


火箭式的RHV

這個其實是比較常見,研發起始點也很早的一種高超音速飛行器。現在的彈道導彈,其彈頭在再入階段就是高超音速飛行狀態,從某種意義上講這也算是高超音速武器。另外,美國人早期的X-15試驗機,能飛到6馬赫速度,雖然全程都在大氣層內飛行,但是其使用火箭發動機,所以也算是RHV的一種。

現在比較前沿的技術是HGV高超音速滑翔飛行器——由火箭等載具射到大氣層外或邊緣施放,利用地心引力和自身發動機加速衝向地表,同時做出滑翔機動對準目標,理論能突破10馬赫速度。之前國內一直提到的所謂WU-14,很可能就是這類產品。



吸氣式高超音速飛行器AHV

這是目前高超音速武器研究的重點項目之一,相比於RHV和HGV來說,成本相對低廉一些。

AHV相比於火箭動力來說,最大的問題在於發動機。我們之前提到,在5馬赫速度以上,很多設計特徵都會出現改變。對於AHV來說,最大的特徵改變就是必須要使用超燃衝壓發動機作為動力。


超音速燃燒衝壓發動機與一般的衝壓發動機雖然都被使用在超音速飛行器上,但其關鍵的差異在於衝壓發動機的進氣在實際進入燃燒室之前,需經過適當的導流減速到次音速,但超音速燃燒衝壓發動機的進氣仍可保持在超音速狀態,因此可達到更高的飛行速度。


目前中美俄都在搞這類項目。但是美國人相對透明一點,所以我們能大概明白其中的一些情況。

美國NASA的“Hyper-X”極超音速飛行計劃從1990年代開始,首先波音製造了X-43試驗機,使用獨特的超音速燃燒衝壓發動機作為動力,這種動力系統屬於內燃機的一種,與傳統高速飛行時所使用的火箭引擎不同,是從大氣中吸入空氣燃燒。必須由飛機攜帶先達到超音速狀態才能引擎點火發射,由B-52母機攜帶飛至高空投放,投放後首先使用固體火箭將X-43A推進到超音速的狀態,再使用超燃衝壓發動機進行高超音速飛行。之後美國波音建立了第二種飛行器X-51乘波者,壓縮升力外型設計,從2010-2013年試射,但兩次成功、兩次失敗墜毀,成功的兩次有點火飛行達到5.1馬赫可以算是跨入超高音速門檻。



分享到:


相關文章: