设为首页收藏本站繁体中文

喜大普奔168

 找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

搜索
热搜: 活动 交友 discuz
查看: 22|回复: 0

追赶东风17,美俄日德印,巴西越南的高超声速导弹研制失败史

[复制链接]
发表于 2019-10-9 19:34:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
高超声速导弹飞行很象打水漂,在空气比较稀薄的临近空间中以5马赫至14马赫的速度上下跳跃,这种低伸而又曲折多变的弹道避开了大气层外中段拦截,增加对方探测和拦截的难度,被称为是热兵器对冷兵器般的巨大军事变革,拥有这种武器第一波就可以毫无阻力的干掉对手所有指挥通信预警系统,然后再解决又哑又瞎的对手就容易过杀鸡了,自从美国提出高超声速飞行器之后,世界各国对这种未来武器投以无比的兴趣,一时间美,俄,日,德,印,巴西,越南纷纷出台自己的高超声速飞行器计划,猛砸经费,虽然统统起了个大早,但全部赶了个晚集,

俄罗斯其实是最早研究高超声速飞行器的国家,早在上世纪50年代就进行过“银鸟”高超声速飞行器的风洞试验,1960年设计速度达5.5马赫的米格105也高空投放了3次,不过均没有成功,也就不了了之,
直到了1991年才再设计出一种速度6马赫至14马赫的“冷”和“针”试验飞行器,这种升力体结构有翼飞行器长7.9米,翼展3.6米,重2.2吨,装有3台超燃冲压发动机,采用弹道导弹运载到80公里高空释放,先后进行14次飞行试验,
因发动机工作时间和实战指标距离较远,滑翔阶段也无法控制,难度很高,所以2003年新的GLL-VK方案将飞行高度降至33公里,并在2004年2月用一枚洲际弹道导弹把GLL-VK送入空间后又重返大气层成功后,在这个基础上发展出Yu-71,

Yu-71采用可以获得较大的内部空间和良好的气动性能的升力体构型,基本工作原理和GLL-VK是一样的,利用弹道导弹达到从近地轨道释放出Yu-71,然后冲出大气层自由飞行,最后重返大气层后利用其高升阻比的外形,在高空将弹道飞行转换成巡航飞行,以高超声速长距离滑行至目标上空30千米导引头开机制导飞行器攻击,
装载核弹头的Yu-71滑行距离可达13000公里,装载常规弹头的Yu-71滑行距离超过4000公里,俄罗斯计划到2020年底生产出带核弹头的Yu-71,不过2014年2月进行的发射试验没有取得成功,估计还需要一段时间才可以装备了。

紧随而上的是日本,早在美国提出高超声速飞行器前十年,日本的高超声速飞行器技术研究就开始了,不过为了规避对其军用技术研发的限制,日本航空航天科学研究所选择发动机作为突破口,研制采用液氢作为燃料和预冷剂的射流预冷发动机,从1990年-2000进行了进气道性能与控制地面实验,射流预冷发动机的第二阶段计划采用无加力变循环涡扇发动机和亚燃冲压发动机串联完成马赫数5级风洞试验
,不过使用氢作为燃料在技术上很难实现,因为氢气的密度极低,保存液态氢是一个无法克服的技术难题。之后18年基本处于停工状态,不过最近受到刺激,在连模型都还没有的情况下,防卫省就宣布2026年就要把高超声速导弹装备部队,至于能不能拭目以待。

在美国提出高超声速飞行器之后一年,德国马上提出同类计划,1995年欧洲航空防务与航天公司首先用HFK系列导弹进行飞行试验,验证高超声速飞行器的技术难点,经过九年验证分析,2005年制造出采用双级探空火箭运载发射的“舍菲克斯”-1型无动力试验飞行器,俯冲速度达到马赫数6以上,
2011年9月对加装了气动控制机构的“舍菲克斯”-2型进行试飞,成为第二个试飞高超声速飞行器的国家,舍菲克斯”-2没有选用乘波体布局,而是采用了传统的远距鸭式布局,运载火箭第1级推进装置将飞行器推上54公里的高空,第2级推进装置再将飞行器推上270公里的高空,飞行器向下俯冲进入大气层,不过至今未见有第二次试飞的消息,估计已经凉了。

巴西似乎不是什么科技大国,但本世纪初突飞猛进的经济,让这个新兴国家也有争夺世界科技的雄心,2006年,作为当时巴西宇航科学与技术局一系列航天计划的一部分,巴西决定研制10.马赫的14-X高超声速飞行器,
14-X顺应潮流采用装有超燃冲压发动机的乘波体构型,试验飞行器采用乘波体外形,头部尖细,从中段到底部逐渐变厚的楔形,上下表面为圆弧形。长2米,宽0.83米,由机身前缘附体激波在下表面产生高压力区域形成升力面,推动飞行器向前飞行。
14-X不能由飞机投射,只能通过运载火箭加速到马赫数3以上超燃冲压发动机才有足够的初始速度和足量的压缩空气起动,计划2013年在2013年进行首次系留飞行,后来巴西经济不行了,这个计划也就无限期推迟了。

印度的“高超声速技术验证器”就简单粗暴得多了,它并不使用滑翔技术,而是直接装上超燃冲压发动机,使用“烈火”-1弹道导弹把飞行器射上30到40米的高空后直接用发动机达到6马赫的速度,从2002年展示模型后,直到最后才开始试飞,
不过“烈火”-1弹道导弹似乎很不可靠,首次飞行试验还没把飞行器送到预定的高度就自爆了,飞行器也灰飞烟灭了。印度好歹也做出一个,而越南也不甘落于人后,不过越南的科技水平连巴西也不如,他们的高超声速飞行器研制计划只是找几个大学生画了些概念图,估计连模型也做不出来。

虽然各国对这个改变世界战争规则的武器都求之欲渴,但想得到它可不容易,关键技术难点不是画个图做个模型就可以解决的,2010年5月26日首次试飞的美国X-51A高超声速试验飞行器在机身与助推火箭分离时磕碰,后部密封件变形错位,尾部燃气流被密封件阻塞后喷入尾端的内部,内部被烧熔化,只飞行65秒即消失在天空中,
2011年6月13日,改进密封件的X-51A第二次试飞,但结果比第一次更差,火箭助推进器将X51推到5倍声速后,激波速度越过进气口前端过快,,导致发动机气流的气压骤减,导致JP-7燃料来不及掺混燃烧。发动机未能起动直接坠海,
2012年8月14日第三次试飞更槽糕,飞行器在1.5万米高空被B-52轰炸机投下后在助推火箭推动下平安飞了15秒,但与助推火箭分离一秒后,平衡尾翼失去控制导致进气口发生气流畸变,发动机无法成功点火,一头栽入大海,即使对高超声速已有多年研究的美国,至今也没有突破相关技术瓶颈,美军研究人员承认因与空气剧烈摩擦产生“黑障”现象让通信很不稳定,在滑翔阶段无法实现有效控制。可见这个看似冲浪板般简单的东西有多么的复杂了

想突破这个复杂的技术体系,首先要解决临近空高超声速气动力设计,高超声速飞行激波冲击干扰与热载荷现象十分复杂,“乘波体”特性非常复杂,升力特性、阻力特性、控制特性等都会随着速度,攻角等参数的不同发生高度非线性的变化,可以说粘了一粒尘都有变化,
想摸清不同高度、攻角、马赫数、侧滑角、滚转角、舵偏角组合后的各种条件下的气动特性,需要一系列气动力计算和实验模拟提供设计依据,这要动用两种大国级神器,总压2x1081Pa、总温6000K的高超声速风洞和300万亿次/秒以上的超级计算机
,不过想准确模拟高室高速气动特性,这两大神器还是不够的,还需要进行大量反复的实际飞行,每次飞行费用的投入是以几亿元起计的。

另外,飞行器在临近空间飞行时间长达数百秒,高马赫数将导致极高温的热流。前舱温度将达到1800摄氏度以上,弹翼舵翼的前缘防热问题非常突出,超过了绝大多数航空航天材料的容许使用范围,必须能抵抗长时间气动加热的严重烧蚀,如果热防护结构在高速飞行中烧蚀,米粒大小的损的损伤区也会在飞行器周围产生了的强大冲击波导致飞行器解体,

气动加热烧蚀过程是受高空大气环境、弹道设计.控制方案,扰动等诸多因素的影响而高度随机的,理论分析和数值模拟无法解决,更多依赖反复试验摸索,除此之外,在10马赫速度下长航程飞行的发动机也是技术难关,
最合适的冲压发动机在地面无法启动,必须依靠推进器送至一定高度和一定速度才能启动,因此其进行试验非常难,只能一个个的试,这也是一笔巨大的投入,而且不是投了钱就一定成功的,
看完这么多国家的失败史,就知道东风17有多利害了,这真不是做个计划书就可以实现的梦想,实现的梦想后等于自己是拿着枪而对手手里只有刀,而且这个优势是十年内没有任何国家能追得上来的。



回复

使用道具 举报

炎黄贵胄四海行,喜大普奔一路发

免责声明|手机版|Archiver|喜大普奔

JS of wanmeiff.com and vcpic.com Please keep this copyright information, respect of, thank you!JS of wanmeiff.com and vcpic.com Please keep this copyright information, respect of, thank you!

  

GMT+8, 2019-10-20 03:23 , Processed in 0.050836 second(s), 18 queries .

Powered by Weekend Design Discuz! X3.3

© 2013-2020 Comsenz Inc.

返回顶部