6倍音速!陸高超音速乘波體飛行器可搭載核彈
中國航太空氣動力技術研究院研製的「星空-2」火箭3日在大陸西北靶場升空。(環球時報)
據參與研究專案的科學家透露,中國已成功測試新型高超音速飛行器,有朝一日將能以無法遏阻的速度搭載飛彈。
據《環球時報》6日報導,中國航太空氣動力技術研究院微信公衆號發佈消息稱,他們3日在大陸西北部首度完成乘波體的飛行試驗。
中國航太空氣動力技術研究院說,他們研製的「星空-2」飛行器於3日6時41分發射升空,經過近10分鐘飛行,飛行器完成主動段轉彎、拋罩/級間分離、試飛器釋放自主飛行、彈道大機動轉彎等動作,按預定彈道進入落區。
而試飛器飛行可控、科學資料有效,並完整回收,顯示「星空-2」飛行試驗圓滿成功。該系統利用航太科工四院火箭助推系統,投送到預定高度,並分離自主飛行,實現高度30公里、馬赫數5.5-6飛行視窗自主飛行400秒以上。
據《南華早報》(South China Morning Post)7日報導,儘管中國的高超音速乘波體還在實驗階段,可是一旦徹底完成,將能用以搭載能穿透目前任何反飛彈防空系統的彈頭。
北京軍事觀察員周晨明指出,它最可能用以搭載傳統彈頭,而不是核彈頭,不過要搭載武器仍需假以時日。
「我認爲,要將這技術武器化還需要3到5年,」他說,「除了搭載飛彈外,可能還有其他仍在開發的軍事用途。」
事實上,「星空-2」並不是中國的第一款高超音速飛行器,早自2014年起,大陸就在測試高超音速滑翔飛行器,不過它是唯一使用乘波體(waverider)技術的飛行器。
一位不願透露姓名的中國專家告訴《環球時報》,乘波體是目前國際上高超音速飛行器研製領域的一個重點發展方向。所謂高超音速飛行器,是指能在5倍音速以上穩定飛行的飛行器。目前最常見的是所謂的旋成體,也就是在三度空間中,由旋轉曲面與底截面圍成的物體。而彈道飛彈的錐形彈頭、飛船的返回艙多爲旋成體,包括俄羅斯的「匕首」高超音速飛彈在內,都屬於這類型。第二種是翼身融合體,佈局類似飛機佈局,帶有機翼,像是美國計劃中的SR-72高超音速偵察機,還有美國波音公司的高超音速客機概念。這類佈局適合採用吸氣式發動機,或組合式發動機,通常適合在大約30公里與7馬赫以下速度飛行。
至於第三種,就是中國這次試射主角所採用的升力體。主要利用機身的氣動外形產生一定升力,升阻比在0.5到1.3之間,性能介於彈道式飛行器和有翼飛行器之間,併兼具兩者的長處,氣動力載荷比較低,結構品質中等,主要用於重返大氣層的航天器設計。
乘波體使用的速度範圍比較廣泛,在5-23馬赫都具有較高的結構強度、機動性和升阻比。從外形上看,乘波體看上去比較扁平。
如今乘波體已成爲世界各國高超音速飛行器研究的重點,美國在這方面投入最多,成果也最豐富,並進行了工程化產品的試驗。波音之前研製的X-51A其實就採用了典型的乘波體設計。該飛行器共進行了4次試驗。採用固體助推器加超燃衝壓發動機的動力方式,動力飛行段採用氣動一體化設計,最大穩定飛行速度達5.1馬赫。在試驗中,它曾在1.8萬米高空飛行約3分鐘。
此外,美國的HTV-2高超音速飛行器也使用了乘波體設計。這是至今設計指標最高的助推-滑翔型高超音速飛行器。近年,美澳聯手開發的「高超音速國際飛行研究試驗計劃」(HiFIRE)專案,也在重點研究乘波體。
2017年7月,美澳合作在澳洲武麥拉(Woomera)試驗靶場完成了編號爲HiFIRE 4的第8次飛行試驗,試驗中飛行速度約達8馬赫。
另一方面,專家認爲,俄羅斯在高超音速飛行器方面,也有深厚的基礎。俄羅斯總統普丁先前在年度國情諮文中,曾首次披露「先鋒」高超音速助推滑翔飛彈,而它的滑翔體就疑似採用乘波體設計。
專家說,與傳統旋成體飛行器相比,乘波體如果武器化,會有很大的優點。採用助推滑翔方式的乘波體,在相同的釋放高度和速度下,無論縱向或側向滑翔距離都遠超傳統旋成體彈頭。尤其是側向滑行能力很強,可大範圍側向機動,進行「變射面」打擊,而加上飛行彈道低,敵方預警系統更難預測它的飛行軌跡。而在射程相同的狀況下,更難以攔截。