09.20 中國星空二號探析:是落後於美國 還是領先美國整整一代?

中國星空二號探析:是落後於美國 還是領先美國整整一代?

關於星空二號,有一種觀點認為,因為央視提到了首款,這就是中國製造的第一種乘波體高超聲速飛行器。但還有一種觀點認為,根據公開資料這已經不是傳統意義的乘波體飛行器了。按照中國科技人員的最新界定,目前的星空二號才真正屬於乘波體,而此前的所謂乘波體只能被稱之為導波體,導波體也適用於美國目前研製的所有高超聲速武器,而乘波體從技術角度來說要比導波體更為先進。那麼這樣來看,顯然作為乘波體的星空二號要比美國研發的X-43V和HTV系列要先進整整一代。

中國星空二號探析:是落後於美國 還是領先美國整整一代?

乘波是一種空氣動力現象。當飛行器的飛行速度為1馬赫以上時,就會產生激波,在飛行器的飛行速度低於5馬赫,即約6125km/h以下時,空氣激波匯聚在飛行器的頭部形成阻力,但是當飛行器的速度大於5馬赫時,空氣激波就會轉移到飛行器的下方,阻力會隨之變小而升力隨之增加,飛行器的性能就會提高。

20世紀50年代時許多航天工程研究者們就發現了這種現象,但當時的飛行器無法有效的利用這種現象帶來的價值,因此當時的研究人員提出設想既然這種現象有助於提升飛行器的性能,就應該專門設計一種飛行速度5馬赫以上並能利用激波的飛行器,即乘波體。因此,乘波體飛行器實際上就是一種導彈的彈頭,這種彈頭經過特殊的設計,可以比傳統的錐形彈頭更有效的利用激波。現有兩種高超聲速的武器,一類是彈頭本身需要額外的動力裝置來使其達到5馬赫的速度,另一類就是彈頭組合衝壓發動機。

中國星空二號探析:是落後於美國 還是領先美國整整一代?

2001年,美國試射了第一種高超音速飛行器為X-43A,它屬於助推類型。美國使其5馬赫速度的方法是:首先NB-52B轟炸機開到極速在13000米左右高度發射彈體,彈體的飛馬座火箭進一步加速X-43A,隨後X-43A進入乘波飛行,美國對此進行了多次試驗,X-43A獲得的最好數據為飛行高度35km,速度約9.14馬赫,創造了大氣層內最快飛行記錄。

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此後,美國又進行了HYV系列的試射,HTV屬於帶衝壓發動機的類型,共包括1,2,3共3個型號。HTV1因為存在隔熱材料缺陷而被放棄,HTV2和HTV3最終都沒有完成開發。

而美國最新提出的一款乘波體武器就是X-51A,攜帶了動力最新的吸氣式燃料超燃衝壓發動機,能推動X-51A達到6.5馬赫以上。然而X-51A主要的就是為了驗證新發動機,對彈頭的設計和理念更新不大。而且發動機多次試驗中要麼工作時間太短,要麼就是根本沒開機,導致實驗多次失敗。美國人的實驗基本上就卡在這了。

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提出星空二號落後的人,主要是認為這是一種助推型的高超聲速武器,比美國攜帶了衝壓發動機的高超聲速武器是落後的。這種觀點主要是考慮了運載高超聲速武器的方式問題。但實際上,中國早已經公開展出過採用超燃衝壓發動機的高超聲速武器:凌雲。從其公佈的彈頭外形來看,和美國的公佈的安裝衝高燃衝壓發動機的高超音速巡航導彈的快鷹概念圖沒有任何本質區別。因此說中國缺乏高燃衝壓發動機實際上是錯的。美國所謂的裝備該發動機的第二代高超聲速武器實際上中國也有。

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其實,正好與美軍的測試重點不同,星空二號測試的重點就是航天集團重新設計的第二代高超聲速彈頭,這種第二代彈頭和傳統的彈頭有外形上的區別。實際上,星空二號就是一個驗證新的彈頭設計理論是否優於第一代彈頭的實驗工程試驗型號。兩代彈頭的具體的外形區別可以從航天集團公開的圖中體現:

中國星空二號探析:是落後於美國 還是領先美國整整一代?

因此基本上可以確定,這是一種比上一代的乘波體彈頭更先進的設計,可以稱之為第二代乘波體彈頭。而央視的報道中公開星空二號的實驗是成功的,並達到了預期。

而可以預計的是,隨著中國超燃衝壓發動機的逐步成熟和更新,星空二號所實驗的新型彈頭會被安裝在該種發動機上。參考此前美國同原理的X-51A多次實驗的失敗的原因,一方面是衝壓發動機工作只有180多秒,達不到預期的300秒,另一方面是各種原因發動機不工作。如果中國能在超燃衝壓發動機的穩定工作上取得突破,裝上第二代乘波彈頭的高超聲速武器就將領先美國一代。(利刃/WZB)

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