印度也能搞高超音速武器?直接瞄準最高難度,全靠多國援助才行

2020-09-17分类:軍事

【軍武次位面】:風林火山

近年來世界各國掀起一股研製高超音速武器的浪潮。目前全球範圍內已經列裝的高超音速武器有中國的東風17、俄羅斯先鋒、鋯石導彈。而近日印度也加入了高超音速武器研製俱樂部,9月7日印度國防研究發展組織在東海岸的卡拉姆測試場成功發射了一枚高超音速飛行器(HSTVD)。

據印度官方公開的試驗過程:飛行器由一枚烈火1導彈搭載升空,在30千米的高度飛行器與助推段分離,啟動超燃衝壓發動機,最高飛行速度達到了6馬赫,發動機工作時間20秒。早在本世紀初,印度就規劃了本國的高超音速武器研製計劃,在2007年的班加羅爾航展上,印度就展示了名為HSTVD的高超音速飛行器驗證模型,與目前中俄列裝的高超音速滑翔飛行器不同,HSTVD採用了超燃衝壓發動機。

▲HSTVD高超音速飛行器

目前各國的高超音速武器主要分為兩類:一是採用高超音速乘波體滑翔飛行器,其採用特殊的氣動設計,在高速飛行時其前緣平面與激波的上表面重合,就像騎在激波的波面上,依靠激波的壓力產生升力,顧得名乘波體。但滑翔器本身沒有動力,需要由助推段發射到一定高度和速度,再進入滑翔狀態。目前中俄已列裝的高超音速武器都採用彈道導彈運載乘波體彈頭的方式。

而第二種高超音速武器則是採用超燃衝壓發動機的乘波體飛行器,衝壓發動機利用速度直接將前方的空氣吸入加壓與燃料混合燃燒,但啟動需要一定初速,需要在後面加上火箭助推段。而超燃衝壓發動機則是將燃料在超音速狀態下點燃。由於空氣流速為超音速,空氣流過飛行器體內通常只有幾毫秒的滯留時間,要在這樣的狀態下完成加壓、燃燒、噴射的過程,管道內壁的氣動設計非常複雜。

而且採用超燃衝壓發動機的乘波體飛行器在飛行過程中姿態控制難度大,進氣條件惡劣,持續燃燒時間有限,因此各國在研製高超音速武器時一般選擇難度較小的滑翔飛行器,就連技術實力雄厚的美國也放棄了採用超燃衝壓發動機的X-51,在研製新一代高超音速武器時選擇了旋乘體佈局。

從印度此次公佈的試驗結果來看,雖然採用超燃衝壓發動機的技術起點更高,但僅20秒的啟動時間相比美俄的記錄有相當的差距。早在2010年,美國的X-51就創造了210秒啟動時間的記錄,而俄羅斯也在上世紀90年代達到了50秒啟動時間的水平。

▲長劍100使用了衝壓發動機作為高空巡航動力

目前關於中國超燃衝壓發動機的技術水平外界知之甚少,但考慮到目前中國在衝壓發動機方面的技術應用,早在2019年國慶閱兵式上,中國就亮相了採用衝壓發動機的東風100巡航導彈。外界有理由相信,中國的超燃衝壓發動機的研製也達到了較高的技術水平。其次,在很多關鍵技術上,印度進行了廣泛的國際合作。對於高超音速武器而言,要想達到設計效能,必須經過漫長的風洞試驗積累資料。在HSTVD專案上,以色列航空工業公司和英國克蘭菲爾德大學都提供了包括風洞試驗在內的部分援助。在至關重要的超燃衝壓發動機上則由俄羅斯提供了耐高溫材料。

▲高超音速武器研製的關鍵是激波風洞

綜合來看,印度此次試驗的飛行器達到了高超音速武器的技術門檻。主要目的在於研製乘波體飛行器的控制技術、熱防護技術和發動機技術,但距離真正技術定型甚至武器列裝仍有不小的差距。中美俄在高超音速技術上投入了漫長的時間研究和龐大的資金投入,飛行試驗更是不計其數,相比之下印度此次試驗成功只是一個開頭。

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