傳說中的超高音速武器究竟有什麼特別?
首先說明一點,超音速武器這個名稱比較籠統,因為理論上,大部分的子彈炮彈都可以稱為超音速武器。而近年來非常熱門的武器類型是高超音速武器。
高超音速的門檻是5馬赫,也就是音速的5倍,折換成速度大概是每小時飛行6000公里,每秒1.66公里。
普通步槍子彈的出膛速度接近1000米每秒,高超音速武器速度是子彈的1.6倍。
目前,世界上的高超音速武器主要有兩大類型。
第一類是高超音速巡航飛行器,它和普通的巡航導彈類似。不過速度一個天上一個地下,其發動機採用的是超燃衝壓發動機。
超燃衝壓發動機和普通噴氣發動機一樣,從大氣中獲取氧氣,所以自身不必攜帶氧化劑,在消耗同等燃料的情況下,推力比火箭大4倍。但是超燃發動機無法在靜止狀態下啟動,必須依靠其它動力加速到超音速時才能啟動。
超燃衝壓發動機目前還在攻關階段,最大的難點就是點火技術,因為進入發動機的空氣也是高超音速,要與燃料混合後再點燃,並維持穩定的燃燒,難度不亞於在颶風裡劃著一根火柴還讓它不熄滅。
第二類是助推滑翔飛行器。它的原理比較奇特,是利用火箭為動力把飛行器發射入高空,突破大氣層,然後飛行器從太空再度返回大氣層,當角度合適的時候,飛行器會如同瓦片在水面上打水漂一樣被彈起,然後再落下,通過這樣一系列的彈起——落下的運動軌跡,飛行器就能夠以高速抵達目標。
值得一提的是,這種「助推-滑翔」彈道,是中國科學家錢學森在上世紀40年代提出的理論。它將彈道導彈和巡航導彈結合到一起,不但突防能力強,而且彈道很難預測,中途可以變軌,攔截起來相當困難。
與其同時代還有一個桑格爾彈道,彈道會要求飛行器在大氣層附近反覆進出,做近似波浪式的機動,最後抵達目標上空然後螺旋高速垂直打擊,這個彈道由於反覆進出大氣層,對飛行器的隔熱散熱技術,材料要求很高,而且還要讓超燃衝壓發動機間歇式啟動,技術難度更大,但一旦實現,突防效果絕佳
目前中國研發的高超音速武器採用的就是助推滑翔的原理。
2014年1月,中國國防部發表聲明,稱在中國境內進行了高超音速飛行器試驗。美國將其命名為WU-14,也就是東風-ZF。
到目前為止,WU-14已經進行了8次成功試射。據悉WU-14的平均速度為5馬赫,最高速度達到10馬赫。
俄羅斯武器專家認為即便是美國這樣的國家,對WU-14進行攔截也有很大難度。
首先,它飛行高度雖然相對較高,在60公里以上,不過與彈道導彈150-400公里的飛行高度相比,還是低了很多。飛行高度越低,雷達的預警時間就越短。
其次,WU-14可以通過氣動控制改變飛行軌道,也就是可以變軌飛行,對於雷達的預警和攔截彈的反應時間都會大大擠壓。
而且WU-14的速度不會僅僅止步於最高10馬赫。
中國在高超音速飛行器領域近年來突破不斷,首先是充分利用了後發優勢,讓其它國家先進行「試錯」,然後選擇適合自身發展的技術道路。其次是中國航天工業的厚積薄發。其中最具代表意義的就是中國自行研發設計的高超聲速風洞,JF12激波風洞。
它可以產生5-10倍音速的風速,持續時間100毫秒。美國同類風洞只能產生4-7倍音速風速,持續時間30毫秒。
JF12激波風洞對於國產高超音速武器的順利研發,具有舉足輕重的作用。值得一提的是,在央視對於JF12激波風洞的相關報道中,有意無意地出現了多款高超音速飛行器的模型,其外形和之前又有很大不同。
我們有理由相信,中國已經在研發性能更加先進的高超音速飛行器,而它無論是作為軍用或者民用,都具有舉足輕重的意義。
作者 | 小妹
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兵者,國之大事,死生之地,存亡之道,不可不察也。
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