03.03 什么是高超音速飞行武器?

啸鹰评


顾名思义高超音速武器就是利用高超音速(hypersonic)飞行原理并搭载武器的导弹。早在二战时期,德国科学家桑格尔便提出理论设想,当时他的设想是在高层大气中滑翔,从欧洲发射横跨大西洋攻击美国本土。钱学森在桑格尔的基础之上又提出自己的理论,也就是“钱学森弹道”。然而由于当时的技术所限,这些设想仅停留在纸面,直至2000年代,高超音速武器从设想变成现实,而且其极速的特性让任何形态的反导系统失效。东风-17的公开亮相也标志着我国也拥有高超音速武器。

高超音速武器主要包括两种形态,一类是高超音速滑翔飞行器(HGV),它主要搭载与速度极快的载具,发射到大气层外释放,并利用地心引力和自身发动机加速返回地面,通知还能做出滑翔机动对准目标,其速度能突破10马赫。另一类则是高超音速巡航导弹(HCM),这是在大气层内发射的导弹,它和巡航导弹类似,速度能达到6马赫。

早在2014年,美国便探测到我国有一枚弹道运载火箭试射高超音速滑翔飞行器。随后我国国防部也证实了这一消息。2017年,央视栏目报道我国的一款JF12激波风洞测试系统,它能吹出9马赫的模拟风,温度更是高达3千摄氏度。此后美国还多次侦测到我国试射高超音速发射消息。在刚过去的“十一阅兵”中,公开亮相的东风-17射程在1800~2500公里,这也是全球首款搭载高超音速弹头的弹道导弹。

此外美国也进行过高超音速飞行器测试,例如X-43和X-51乘波者。


航空之家


HyporveIocⅰty.Guⅰⅰded.MissⅠeSyetem/或HⅤM[高超音速导弹武器]

是一種可在大気层边缘滑翔的新型前沿高科技武器系统、测試飛行速度达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》杂志社网站首次报道:“中國試射了一杖代號“DF17”的新一代HVM/超高速彈道导彈、射程1800~2500Km、并击中目标、莸得成功、该型导弹可搭载核/常兩種彈头、其再入器采用超高速滑翔技术……”。



据俄罗斯《塔斯社》报道:俄罗斯成功試射“Avangard/锆石”(也有外媒称“匕首)的20馬赫高超音速导弹武器、采用SS-19洲际导弹助推器射程达6000英里……

美國媒体也公開报道称:“俄罗斯20馬赫高超音速导弹武器是无法拦截先進导弹技术、美國在HVM高超音速导弹竞争中远远被甩在后面。”
美國是最早提出“60分锺快速全球打击計划”,早期与“洛克希德-馬丁”公司签署“X-51A-乘波者”超高速武器研製含同、然而“x-51a”进展缓慢……
美國的第二套超高速导弹试验AHW也进展不顺利、两次发射均告失败……



以美国的航空航天科技实力、不久的将来肯定会有超高速弹道导弹出现、中国、俄罗斯在超高速弹道导弹研发一路领先、将来会在“超高速弹道导弹领域”形成三足鼎立的局面。


孔乙己乱弹


说起飞机行业的发展,国际上众多国家的飞行机都是大同小异,无非就是一款飞行器加上其他的科技系统组合而成的,轰炸机是这样,战斗机也是如此。关于飞行器的拓展就直接关系到一个国家军事素质的关键钥匙,那么中国高超音术飞行器发展如何?一些专家给出答案:如果中国利用这种技术的话,可能会突防世界第一。

中国军事力量从建国以来就在不断地提升和壮大,以第一颗原子弹的爆炸就注定的中国这个国家的军事素质在未来会很强大,一些简单的实例就足够证明中国空军的努力不是白费的,论到飞行器的发展,中国的战机大多采用科技感很强的飞行器作支撑,但是有一些不是自主研发而成的飞行器,有一些是引进国外的科学技术组合而成的。

超高速飞行器在当今世界被称为航空作战的必杀技,它所具备的能力是很多轰炸机和战斗机所达不到的,在速度上就无法超越,该飞行器的最大速度可以达到400米一秒,相比普通战斗机的速度的4倍左右,可以穿越大气层的100千米高空进行观察和出击。

这也是称为了当今世界发展超音速飞行器的主流,它作为一款具有重大影响力的飞行器,主要的任务就是为了帮助航母和配合其他战机共同作战,一般的演戏都是携带导弹快速到达目标地点进行轰炸,能够快速的撤退和掩护友军,装配反雷达监测系统能够更好的隐蔽自己,一般陆地上的雷达是监测不到的。

美国的军事力量算的上是当今世界第一,无论是航母还是超音速飞行器那都是世界上最好的了,因为跟随美国的军事主流,很多国家都在效仿美国研发高科技飞行器,超音速就是属于其中一款,美国的超音速飞行器喜欢把音速导弹装配进去,因为美国的军方认为把两者巧妙的结合起来就能组合成一个很强的动力系统,俗称为的:好汤必须配好料。

美国的飞行器发展历史虽然很久远,但是中国作为当今世界最强大的发展中国家,现在已经能够通过自主研发的阶段去制造超音速飞行器了,而且科学技术足够能让中国的超音速在世界鼎立。中国的飞行器发展将来一定会比美国的更加厉害,现在的美国飞行器已经奈何不了中国了。


诸葛小彻


图为东风-17高超音速导弹

中国建国70周年大阅兵上的东风-17导弹可以说是狠狠地刷了一波眼球,虽然报道的立场有所不同,但无论是中国媒体还是外国媒体都对这款高超音速武器的性能赞不绝口。毫无疑问,拥有了高超音速武器的中国已经有底气在东亚地区对任何国家说“不”。从这一点上足见高超音速武器的战略意义所在。

不久之前,高超音速武器还只停留在理论和纸面之上

回到题目,什么是高超音速武器呢?从中国所展示的东风-17来看,高超音速武器是一种能够打破现有地区局势平衡的武器。而从更早之前俄罗斯试射先锋导弹来看,这是一种能够突破现有所有防空网络,几近无法防御的顶尖武器。西方尤其是美国长期在世界各地建设反导网络,而高超音速武器的出现可以令其努力完全失效。

俄罗斯的先锋导弹一度让西方感到恐慌

但是,这些战略层面的意义,并不足以说明“何为高超音速武器”。从字面上来理解,高超音速武器便是飞行速度远超音速的武器。然而,以这一条为标准来区分高超音速武器的话,则一部分超音速战机、无人机和弹道导弹也应当被算入在内。当然这么来区分并不算错误,只不过这里的高超音速武器属于广义上的高超音速武器,而非上文所特指的高超音速武器。

此前萨德系统曾成功拦截弹道导弹

航天器想要沿地球表面运行,则速度必须要达到每秒7.9千米以上,这个速度无疑是远超因素的340米/秒。而弹道导弹在轨道上进行飞行时,速度正是接近或者超过第一宇宙速度的。不过,弹道导弹所飞行的轨迹大部分不处在稠密大气层内,而是在阻力较小的宇宙空间,能够达到超高的飞行速度要比在大气层内容易的多。而狭义上的高超音速武器,是类似巡航导弹一般,在稠密大气层内或者边缘上进行飞行的武器。其中还有一种较为特殊的高超音速武器,利用钱学森弹道在大气层分界处“打水漂”,来完成高超音速飞行,上文曾提到的东风-17就被认为属于这一类高超音速武器。

著名的美国铺路爪雷达便是针对弹道导弹研发的

在稠密大气层内部飞行,好处就在于不易被发现。目前世界上针对弹道导弹所研发的预警雷达完全可以在弹道导弹升空后捕捉目标并预测轨迹,为己方防御网络提供最多20分钟的反应时间。这么长的时间,足以让防空网络进行两到三次拦截,因而弹道导弹想要成功突防难度是非常之大的。而高超音速武器则不然,由于在稠密大气层内飞行,预警雷达很难提早发现其踪影。而当高超音速武器出现在雷达上时,往往只留下了几分钟甚至几十秒供敌方防空网络进行拦截。这无疑会大大提高其突防效率。

另外,高超音速武器的威力不仅仅是突防能力出色,可以最大概率地投送战斗部,其远超音速的速度赋予了其巨大的动能。按照东风16的1.5吨的战斗部和20马赫的末端突防速度来计算,即使战斗部只是一坨铁块,也能够作为质量投射武器,释放出34680百万焦耳,也就是堪比8吨TNT炸药的能量。高超音速武器之所以能够给一个国家带来相当的战略优势,正是因为其超越时代的技术优势。


区域拒止


高超音速,是一种空气动力学专用名词,其意思就是指飞行速度比超音速还高出许多的一种飞行状态。通常指的是以5马赫(5倍音速)或更高的速度进行飞行。而对于高超音速武器来说,不光要能持续保持高超音速的速度飞行,重点是还要能在可控制的状态下飞行。高超音速武器最大的优势就是可以让现有的反导拦截系统基本失效。所以高超音速武器也可以作为战略武器来使用,是目前世界上的几大军事强国重点研发的武器系统。

实际上,高超音速武器研发不容易,一旦成功之后想要拦截的话就更是难上了新高度,概率大概跟用弹弓打10km外的一只苍蝇差不多,要想打中那不是一般的难。

高超音速武器除了用来突破对方反导防御网之外,还可以攻击对方的反导防御网。从而让己方的后续火力能有效发挥作用,属于非常高端的踹门型战力。

目前的技术条件下,能进行高超音速的飞行方法有三种,而三种都是无人的飞行器,而且无人载具在大气层内的时间越久,设计上就越困难:

1、特殊设计的弹道导弹的弹头,能在最后重返下落阶段达到可以控制的高超音速飞行状态。

2、使用超音速燃烧冲压发动机的无人飞行器。

3、在太空飞行的无人载具。例如美国的X-37B无人太空飞机。

目前现有的高超音速飞行器多数采用无人设计。如果有人的话技术上会过于复杂,因此也没有必要。但是即使没有人,能否可以让这种武器长时间在大气层内飞行,也是一个很难解决的问题。不光是推力技术要获得突破,如何降低摩擦产生的巨大温度也是很头疼的情况。所以说在这个地球上,也就只有中美俄还有资格在这方面搞搞事情了~~


陶德中士


东风-17突然亮相为何另西方紧张?别说拦截了,连预警都非常困难!

这次阅兵,亮相的武器装备众多,也是规模最大的一次!当然了,这次盛大的阅兵,也引起了全世界的关注,对于西方国家来说,显然要看看这个东方大国这次又有哪些拿得出手的家伙?阅兵之后,很多国外媒体都是一片惊呼,大声称赞,但是也有西方个别媒体那就是鸡蛋里挑石头,总是给你挑点刺!就拿最后的气球来说,有西方媒体就说了,这么多的气球就不污染环境么?但是大多数的西方媒体还是比较客观的,尤其是看到了展示的诸多从未露面的新型武器,让西方国家也不那么淡定了!

很多人说,这次阅兵式上,最大的明星就说最后压轴出场的DF-41,16枚洲际导弹带来的震撼绝对不是言语能够表达的,而且1.4万公里的射程可以覆盖到全球任何一个角落!但是东风-17的出场,风头丝毫不比DF-41差,这个早在2017就开始测试的高超音速弹头,没有想到这么快就出现了如此盛大的阅兵式上!才短短2年的时间,就有如此成就实在是了不起!这种高超音速弹头就连美国和俄罗斯还没搞的太明白,此番正式亮相,也意味着这款高超音速武器已经具备了全天候参战的能力!

这款高超音速弹头的有效射程能够达到2500公里左右,可以覆盖周边海域,这种新型的高超音速滑翔弹头是从弹道导弹上展开的,然后滑翔至目标位置,其飞行轨迹与传统弹道导弹大不相同,根本无法预测它的轨迹!这次突然亮相,却引起了西方国家的紧张!关键是一旦这样的高超音速武器应用到中程导弹和远程导弹上,西方国家显然会非常忌惮!这样的紧张不仅仅是因为西方国家还没有,更因为西方国家还没法拦截!

东风-17的亮相,让西方国家紧张是必然的,这可不是过家家,更不是摆设!即便是防空实力强大的美国,显然也无法拦截,美国即便拥有三层防护网,但是即便美国的防空体系都崩溃,也无法拦截!别说是拦截了,在高超音速面前还无法追踪其轨迹,即便是防空系统想要预警恐怕也反应不过来!


武器君


高超音速导弹是导弹武器攻防发展的一个新的阶段,在这个阶段中,中俄两个国家走在世界的前列,美国的发展逐渐减速,导致目前在高超音速导弹武器方面,美国的劣势较大,中俄都有拿得出手的高超音速导弹,比如东风17、匕首导弹等。

图为东风17滑翔式高超音速导弹。

导弹从诞生的那天开始,导弹的攻击和导弹的防御就成为一个永恒研究和进步的课题,在这个螺旋式上升的技术发展中,最早导弹的攻击无法拦截,世界各国只能竞相发展攻击性导弹,这个趋势一直持续到上世纪70年代,当时第一代可以对导弹进行拦截的防空导弹出现并且服役,也出现了海标枪防空导弹成功拦截伊拉克反舰导弹的案例,从当时来看,防空导弹确实可以精确对战术巡航导弹进行拦截。

图为东风17导弹,他是世界上第一批公开展示的滑翔式弹头高超音速导弹,射程1800-2200公里,具备机动变轨和隐身、高超音速突防能力。

但是对弹道导弹的防御一直都是非常困难的事情,如今美国发展了爱国者3、标准3、KEI、GBI等拦截导弹,建立了战略级、战区级、战术级的反导防御体系;俄罗斯也发展了A35、A135、A235等战略反导体系,使用53T1等拦截弹,包括我国也发展了一些反导拦截弹药和系统,这才把对弹道导弹的防御成为了比较可靠的事情,正式成为一种可以依靠的防御手段。

图为美国研发的高超音速飞行器。

如今,对巡航导弹可以用防空导弹拦截,对弹道导弹可以用反导拦截弹进行拦截,于是各大国又开始从攻击性弹药上动脑子,发展出了高超音速导弹。高超音速,顾名思义就是以非常高速的飞行速度进行飞行,这个速度起码在5马赫以上,这个速度是导弹的突防状态的速度。广义来说,洲际导弹和射程超过2000公里的中程弹道导弹都有末端高超音速的能力,因为他们的弹头在末端垂直落下的速度往往超过了5马赫。

图为美国研发的高超音速导弹武器。

但是这种导弹只是在末端进行高速飞行,高超音速导弹要求导弹在早期飞行中就完成加速,以高超音速飞行完全程,以达到成功突破防御、缩短敌人反应时间、降低敌人拦截系统效能的作用,其实如果导弹能够实现全程5马赫飞行,那么目前世界上所有的拦截系统都会对其无效。从这个角度来看,高超音速导弹因其目前无法被拦截,因此完全可以成为改变战场胜负的关键兵器。

图为俄罗斯锆石高超音速反舰导弹。

图为我国的凌云高超音速导弹。

俄罗斯为此发展了先锋高超音速战略导弹、匕首高超音速空射弹道导弹、锆石高超音速反舰巡航导弹,我国则发展了东风17滑翔式高超音速导弹、凌云系列火箭助推/空射型高超音速导弹、星空2高超音速弹道导弹等武器,这些弹药的出现已经把世界带进了高超音速时代。而美国也早已经从上世纪90年代开始对高超音速武器进行了研究和发展,如今也拿出了X51A等高超音速飞行器,可以断言,未来的战场必定是机动式高超音速导弹的天下。


海事先锋


高超音速武器是指飞行速度5马赫以上,且是在大气层边缘或者大气层内飞行的武器,飞行轨迹不是固定的抛物线,而是能够像飞机一样复杂多变。由此可见,高超音速武器是全新概念武器,而不是传统的弹道导弹。因为弹道导弹虽然天生具有高超音速飞行能力,却并不算高超音速武器,因为其高超音速是在大气层外获得的,飞行轨迹又是固定的抛物线。高超音速武器一种是有动力的,一种是无动力的。有动力的有不少是用飞机投射,然后用自主动力飞行;无动力的多是用弹道导弹携带,用弹道导弹的火箭发动机助推到高超音速,然后在大气层边缘进行高超音速滑翔飞行,这种无动力的会越飞越慢,飞行距离也不会很远,也因此称高超音速滑翔飞行器。而我国的东风17常规导弹则是一种比较特殊的高超音速武器,它是用弹道导弹的火箭发动机助推到高超音速,然后放出高超音速飞行器在大气层边缘飞行,而且它不仅能滑翔,还有动力,能长时间维持高超音速飞行。

现役的防空导弹系统和反导系统对于高超音速武器都难以实施拦截,防空导弹是速度跟不上、高度够不着;反导导弹是拦截速度和高度够,但机动能力不够。反导导弹在设计上是对付传统抛物线飞行的弹道导弹,只强调往快了飞、往高了飞,没考虑过在飞行过程中进行大的机动,所以对于拦截高超音速武器也无能为力。所以,在未来相当长时间内,高超音速武器是突防能力最强的。(S)


联合防务


如果要解释什么是高超音速飞行武器,首先我们应当明白高超音速的定义!

所谓的高超音速(Hypersonic),从严格意义上讲是速度超过5马赫以上。这种特点下,飞行器的设计会有和以往的亚音速/超音速飞行器的设计有很大区别。他们需要承受更严酷的环境条件,更严格的性能要求总体来说,气动加热温度高、动压强、声振频率高。如果是运用于临近空间的,则还要承受额外的辐射等等因素。


总体来讲,高超音速武器分为两个大流派:火箭式高超音速飞行器(RHV)和吸气式高超音速飞行器(AHV)。


火箭式的RHV

这个其实是比较常见,研发起始点也很早的一种高超音速飞行器。现在的弹道导弹,其弹头在再入阶段就是高超音速飞行状态,从某种意义上讲这也算是高超音速武器。另外,美国人早期的X-15试验机,能飞到6马赫速度,虽然全程都在大气层内飞行,但是其使用火箭发动机,所以也算是RHV的一种。

现在比较前沿的技术是HGV高超音速滑翔飞行器——由火箭等载具射到大气层外或边缘施放,利用地心引力和自身发动机加速冲向地表,同时做出滑翔机动对准目标,理论能突破10马赫速度。之前国内一直提到的所谓WU-14,很可能就是这类产品。



吸气式高超音速飞行器AHV

这是目前高超音速武器研究的重点项目之一,相比于RHV和HGV来说,成本相对低廉一些。

AHV相比于火箭动力来说,最大的问题在于发动机。我们之前提到,在5马赫速度以上,很多设计特征都会出现改变。对于AHV来说,最大的特征改变就是必须要使用超燃冲压发动机作为动力。


超音速燃烧冲压发动机与一般的冲压发动机虽然都被使用在超音速飞行器上,但其关键的差异在于冲压发动机的进气在实际进入燃烧室之前,需经过适当的导流减速到次音速,但超音速燃烧冲压发动机的进气仍可保持在超音速状态,因此可达到更高的飞行速度。


目前中美俄都在搞这类项目。但是美国人相对透明一点,所以我们能大概明白其中的一些情况。

美国NASA的“Hyper-X”极超音速飞行计划从1990年代开始,首先波音制造了X-43试验机,使用独特的超音速燃烧冲压发动机作为动力,这种动力系统属于内燃机的一种,与传统高速飞行时所使用的火箭引擎不同,是从大气中吸入空气燃烧。必须由飞机携带先达到超音速状态才能引擎点火发射,由B-52母机携带飞至高空投放,投放后首先使用固体火箭将X-43A推进到超音速的状态,再使用超燃冲压发动机进行高超音速飞行。之后美国波音建立了第二种飞行器X-51乘波者,压缩升力外型设计,从2010-2013年试射,但两次成功、两次失败坠毁,成功的两次有点火飞行达到5.1马赫可以算是跨入超高音速门槛。



五道口军研


从飞行器的角度来说飞行速度大于5马赫的就是高超音速飞行器。

但是现实中有多种导弹速度是大于5马赫的例如部分空空导弹,各式弹道导弹实际上也是末端速度都超过5马赫了,例如东风15C落地速度约6马赫,但是具体的定义是临近空间超过五倍音速的才算高超音速飞行器。

还有高超声速飞行器的理论支持实际是由桑格尔提出“桑格尔弹道”也是高超音速理论的一种模式,另一种就是中国科学家钱学森提出的“钱学森弹道”,“桑格尔弹道”借用了贴近大气层时大气层给的反作用力“弹跳”在大气层边缘飞行,这种飞行方式弹道非常不规则无法解算,并且由于反复贴近大气层在多次弹跳的过程中增加部分射程。而“钱学森弹道”是助推加滑翔,也就是利用特殊的气动设计在临近空间内乘着激波(超音速飞行产生)“飞行”,两者不同的地方在于“桑格尔弹道”是利用大气层反作用力,“钱学森弹道”利用激波。

“钱学森弹道”对导弹的热防护性能要求高,并且具备一倍射程的增幅能力(同样的助推器相对于传统飞行模式),而“桑格尔弹道”对热防护的要求没有“钱学森弹道”高,并且它的射程增益没有“钱学森”弹道大。

东风17的助推器体积大约和东风16的差不多,但是东风16射程只有1000公里,而东风17导弹据官方介绍是中远程,射程通过新式弹头增加到了2000多公里。



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