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高超音速武器将成大国博弈新方向 中俄后来者居上

  • 时间:2018-08-11 00:55:42
  • 来源:参考消息

原标题:军情锐评:高超音速武器将成大国博弈新方向 中俄“后来者居上”

参考消息网8月11日报道据印度《德干纪事报》网站8月6日报道,中国于8月6日宣布,已成功试飞了首款可携带核弹头并能穿透任何新一代反导防御系统的尖端高超音速飞行器。中国官媒称,该飞行器在试飞中成功在3万米高度实现了5.5至6马赫的高超音速飞行,这是中国官方首次正式公开并确认相关研发计划。军事专家称,这次飞行试验表明中国正在该领域与美国和俄罗斯并肩前进。那么高超音速飞行器究竟有何独特优势?中美俄三国在相关领域的进展又如何?本文就此为您简析。

搭载有中国国产高超音速飞行器的“星空”-2火箭(美国雅虎新闻网站) 搭载有中国国产高超音速飞行器的“星空”-2火箭(美国雅虎新闻网站) 搭载有中国国产高超音速飞行器的“星空”-2火箭(美国雅虎新闻网站)

高超音速飞行器难以防御 美国最早取得成果

据印度《德干纪事报》网站报道称,中国航天空气动力技术研究院在一份声明中说,搭载有国产高超音速飞行器的“星空”-2火箭8月3日从位于中国西北部的一座靶场发射升空,在飞行近10分钟后,火箭完成主动段转弯、抛罩/级间分离、飞行器释放自主飞行、弹道大机动转弯等动作,按预定弹道进入落区。国产高超音速飞行器则达到3万米高度,飞行速度达到5.5至6马赫。高超音速飞行器本身具有突防性强(现役防空系统配备的计算机难以追踪时速超过5000千米的超高速飞行物,而且无法预估不断变化的飞行弹道)、飞行高度高、航程远等多种优势,美军曾设想使用飞行速度5马赫以上,在一小时内打击地球上任意目标的高超音速飞行器。军事专家称,这款高超音速飞行器采用了“乘波体”(Waverider)设计。

“乘波体”由英国学者诺威勒于1959年提出,是指一种流线外形、所有前缘都具有附体激波的超音速或高超音速飞行器。乘波体飞行器不用机翼产生升力,而是靠压缩升力和激波升力飞行,就像水面由快艇拖带的滑水板一样产生压缩升力。其飞行时,前缘平面与激波上表面重合,就像“骑”在激波的波面上,从而依靠激波压力产生升力,所以叫“乘波体”。如果把大气层边缘看作水面,乘波体飞行时就像是在水面上打水漂。“乘波体”设计提出后,美国、英国、苏联等各大国均于20世纪50年代开展过相关技术研究,但受技术所限一直没有显著进展。直到1989年,由美国国家航空航天局(NASA)资助,在美国马里兰大学举行的“乘波体国际会议”上提出的用相切锥生成乘波体的方法,即通过使用多个来设计激波模式,才使得人们可以根据飞行器的需要来设计复杂构型,从而令乘波体飞行器具备了向实用化发展的可能性。

资料图片:美空军X-51A“乘波者”高超音速测试飞行器飞行效果CG图。(图片来源于网络) 资料图片:美空军X-51A“乘波者”高超音速测试飞行器飞行效果CG图。(图片来源于网络) 资料图片:美空军X-51A“乘波者”高超音速测试飞行器飞行效果CG图。(图片来源于网络)

20世纪90年代,美国空军研究实验室(AFRL)、国防高级研究计划局(DARPA)与波音公司、普惠公司开始联合研发可搭载“超燃冲压发动机”(即超音速燃烧冲压式发动机,能在飞行过程中直接从大气中获取氧气,无需携带氧化剂,在消耗相同质量推进剂的条件下,超燃冲压发动机能够产生4倍于火箭的推力)飞行的乘波体试验飞行器,X-51A“乘波者”(另译“驭波者”)随即问世。

X-51A全长7.62米,净重1.8吨,搭载一台SJX61超燃冲压发动机,使用碳氢燃料推进,于2010年5月开始共开展了4次试飞,但只有第4次取得成功。2013年5月1日,在由B-52H轰炸机挂载,爬升至1.5万米高空投放后,X-51A借助固体火箭助推器达到4.8马赫,随即启动超燃冲压发动机以5.1马赫成功飞行了210秒,美空军称其飞行距离超过426千米,这是目前已知的、世界上持续时间最长的高超音速飞行器试验。

中俄“后来者居上” 美忧或被两者超越

俄罗斯(苏联)在高超音速武器领域的起步时间并不比美国晚。据俄媒报道,20世纪80年代末,苏联“虹”设计局曾研发一种代号X-90的高超音速飞行器(巡航导弹),全重约15吨,飞行速度可达4.5马赫,但由于苏联解体,该项目因耗资巨大而被迫在1992年终止研发。尽管对外相当低调,但俄罗斯实际上一直在秘密推进相关技术的研发。

资料图片:俄军米格-31战斗机发射“匕首”空射弹道导弹的瞬间。 资料图片:俄军米格-31战斗机发射“匕首”空射弹道导弹的瞬间。 资料图片:俄军米格-31战斗机发射“匕首”空射弹道导弹的瞬间。

直到2017年和2018年,俄罗斯的高超音速武器似乎突然进入“井喷”阶段,连续公开了3种高超音速武器,分别是3M22“锆石”高超音速巡航导弹(最大飞行速度8马赫)、Kh-47M2“匕首”空射高超音速弹道导弹(10马赫)以及Yu-71“先锋”高超音速武器系统(20马赫)。三者中可以确认的是“匕首”弹道导弹并未采用乘波体设计,这里不再过多讨论,另外2种武器则很有可能采用了乘波体设计。

资料图片:“锆石”巡航导弹(出口型称为“布拉莫斯II”)外形酷似美军X-51A,也有采用乘波体设计。 资料图片:“锆石”巡航导弹(出口型称为“布拉莫斯II”)外形酷似美军X-51A,也有采用乘波体设计。 资料图片:“锆石”巡航导弹(出口型称为“布拉莫斯II”)外形酷似美军X-51A,也有采用乘波体设计。

“锆石”巡航导弹就目前公开资料显示,外形与美军X-51A“乘波者”比较接近,且同样采用超燃冲压发动机,据俄媒介绍,该型导弹已于2017年6月成功试射,最大射程可达1000千米,最大飞行速度8马赫。“先锋”高超音速武器系统则是俄总统普京在2018年3月公开的几种战略威慑武器之一,目前相关技术细节还十分有限,已知的仅有飞行速度可达20马赫,并具备高速规避机动能力。单从武器种类和试射情况来看,俄军近年来在高超音速武器的进展已超过美军。

资料图片:央视新闻报道中出现的DF-ZF风洞测试模型。(图片来源于网络) 资料图片:央视新闻报道中出现的DF-ZF风洞测试模型。(图片来源于网络) 资料图片:央视新闻报道中出现的DF-ZF风洞测试模型。(图片来源于网络)

尽管相关报道十分有限,外界仍猜测中国在高超音速飞行器领域的研发时间不会晚于俄罗斯,且进展可能是中美俄三国中最快的。早在2014年1月,美国五角大楼就将中国的DF-ZF高超音速飞行器称为WU-14,据英国《简氏防务周刊》报道,在2014年至2017年,中国已连续进行了7次DF-ZF的试飞试验,试验中该飞行器曾分别达到过5马赫和10马赫的最高飞行速度,预计将于2020年投产。外国军事专家猜测,该飞行器可搭载核武器,并且还能用于打击美海军航母战斗群。此次国产高超音速飞行器高调公开试验成功,或标志着中国在该领域的研发已取得阶段性突破。

图为美军未来高超音速武器设想图。 图为美军未来高超音速武器设想图。 图为美军未来高超音速武器设想图。

综上不难看出,高超音速飞行器已成为中美俄三国未来军事武器研发博弈的重要发展方向,中俄目前颇有“后来者居上”的势头。针对这一情况,美国防部于2018年7月宣布将联合多军种力量,在2019国防预算中为高超音速武器研究提供近2.57亿美元资金,这比之前的相关预算增加了136%。而未来该领域谁能拔得头筹?人们还需拭目以待。 (文/黄晋一)

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