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[科普文学] 乘波体飞行器试验成功意味着什么?

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发表于 2018-8-7 17:23:50 | 显示全部楼层 |阅读模式

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乘波体飞行器试验成功意味着什么?
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日前,我国国防科研战线传来了好消息:我国自行设计和制造的高超音速飞行器系统星空-2火箭8月3日在西北某靶场成功发射。经过近10分钟飞行,实现了高度30公里、马赫数5.5-6飞行窗口自主飞行400秒以上。试飞器飞行可控、科学数据有效,完整回收,标志着“星空-2”飞行试验圆满成功。
这次试验具有重大意义。当今世界,只有美国和俄罗斯进行过类似试验。俄罗斯仅是在计算机上作了模拟试验,而美国的试验有2次失败。所以这次试验的成功意味着我国在这方面的技术已经处于领先地位。
我国的高超音速飞行器系统星空-2火箭采用了乘波体技术。乘波体是高超音速飞行器研制领域的一个重点发展方向。高超音速飞行器是指能在5倍音速以上稳定飞行的飞行器,目前最常见的形式有旋成体、翼身融合体和乘波体三种。所谓旋成体,就是在三维空间中,由旋转曲面与底截面围成的物体。弹道导弹的锥形弹头、飞船的返回舱,包括俄罗斯的“匕首”高超音速导弹,都属于这一类型。第二种为翼身融合体,布局类似飞机布局,带有机翼,比如美国计划中的SR-72高超音速侦察机。这类布局采用吸气式发动机或组合式发动机,通常适合在高度30公里左右以及7马赫以下速度飞行。第三种形式就是中国这次试射的乘波体。它的性能介于弹道式飞行器和有翼飞行器之间,并具有两者的长处,气动力载荷比较低,结构质量中等,主要用于重返大气层航天器的设计。乘波体使用的速度范围比较广泛,在5-23马赫都具有较高的结构强度、机动性和升阻比。从外形上看,乘波体看上去比较扁平。
乘波体这种高超音速飞行器飞行时,其飞行器的前缘平面与激波的上表面重合,就像骑在激波的波面上,依靠激波的压力产生升力,所以叫乘波体。乘波体高超音速飞行器在高空大气层进行机动,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,这种“飘忽”的弹道可以突破现有的反导拦截手段,是未来战略打击武器的发展趋势。
相比传统旋成体飞行器,乘波体如果实现武器化,将具有很大优点。采用助推滑翔方式的乘波体,在相同的释放高度和速度下,其纵向和侧向滑翔距离都远超传统旋成体弹头。特别是侧向滑行能力很强,可实现大范围侧向机动,实施“变射面”打击,加之飞行的弹道低,敌方预警系统难以预测其飞行轨迹,使反导系统更难拦截。从目前来看,乘波体的气动设计和飞行控制要比传统旋成体飞行器更复杂一些,这也导致目前乘波体高超音速飞行器在实用化和武器化方面尚有一定困难。
当代的反导防御系统主要用于拦截巡航导弹和弹道导弹,这些导弹要么飞得慢,要么轨迹固定容易预测,因此是可以拦截的。但是乘波体是沿水漂弹道滑翔前进,飞行器的轨迹难以预测,加上飞行速度极快,使反导防御系统难以拦截。我们自主研发的高超音速飞行器星空二号的成功飞行为乘波体工程应用奠定了坚实的技术基础,标志着我国在高超音速飞行器研发方面已经取得了重大技术突破,离武器化已经不远了,所以值得大家庆贺。
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