如何看待我国成功研制超音速乘波飞行器？ 第1页

作者：王孟源

发表日期 : 2014-08-20 21:54

那么什么是“高超音速飞行器”（Hypersonic Vehicle）呢？一般定义为5倍音速（5 Mach）以上的飞行器。这些飞行器只能在大气层边缘极稀薄的空气里运行，否则空气阻力会使其燃烧坠毁，所以飞行高度大约在100公里左右，目前只能由弹道导弹或卫星火箭来发射。高超音速飞行器又分为两类：有动力和无动力。在这么高的速度下，连衝压引擎（Ramjet）都无法有效工作，更别提普通的喷射引擎了，所以必须开发超衝压引擎（Supersonic Ramjet, or Scramjet）；美国和澳洲在这方面最领先，但是几次试験只有失败没有成功。因此所谓的高超音速飞行器成功试射，到2014年为止都还只是无动力的滑翔飞行器。

虽然俄国和印度也有高超音速飞行器的研究计划，但是没人相信俄国在三年之内，印度在三十年之内能成功试射，现在基本上是美国和中共之间的竞赛。美国有两个方案：AHW（Advanced Hypersonic Weapon，先进高超音速武器）是陆军委托桑迪亚国家实验室（Sandia National Lab）搞的，2011年十一月试射成功，速度低于10 Mach，飞行距离连火箭助推段共3700公里。从下图可以看出AHW基本上是一个标准的洲际弹道飞弹弹头加上四片小翼，它其实只是一款能小幅机动的弹道飞弹弹头，而没有以高超音速滑翔的能力，所以3700公里比助推火箭的原本射程还小。HTV-2则是空军委托DARPA（Defense Advanced Research Projects Agency，国防部先进研究局）办的Falcon Project（飞隼计划）的最新设计，速度达到20 Mach，预定飞行距离10000公里以上。这才是真正的高超音速飞行器，可是HTV-2在2010年和2011年两次试射都失败，DARPA只好重新设计下一代的飞行器。

共军的WU-14在今年的一月9日第一次试射，可能使用了东风导弹（目前的小道消息指出用的是全新的东风16）来助推。八月7日的试射改用了长征二号丙火箭（CZ-2C）。两次试射距离都在1000公里左右。目前有关WU-14的细节基本上是一片空白，既没有图片也没有数据，连名字都没有（WU-14是美国给的编号），不过有些侧面的资料：首先是研究的工具；高超音速飞行器需要高超音速风洞，20世纪的高超音速风洞是活塞式的，速度低，持续时间短，压力不稳定，例如日本的HIEST（High Enthalpy Shock Tunnel）最高气流速度在16Mach以下（相当于5Mach的飞行器），在不到2毫秒（ms，millisecond）工作时间内，压力损失达到30%，根本不足以进行有用的实験。1990年代末期出现的爆轰驱动激波风洞实现了革命性的进步，中共建立了JF10，德国有TH2-D，美国的国家航空太空总署（NASA）则建了HYPULSE（Hypersonic Pulse Facility），最高气流速度都达到了20Mach以上，工作时间超过了6毫秒。中共在这方面明显地领先全球，2012年进步到了JF12，最高气流速度达到了惊人的30Mach，工作时间长达100毫秒，可以有效地复制9Mach飞行器的飞行条件，这对WU-14的开发必然有极大的帮助。

在用途方面，美国现阶段的目标是开发一款能在一小时内打遍全球的飞弹，可是弹道导弹早已有此能力，高超音速飞行器在性能，价格和技术成熟度上都没有优势。长期来说，美国希望发展高超音速轰炸机，这更是空军为了保全飞行员职位的白日梦。高超音速轰炸机的雷达及红外线特症必然极为明显，本身极为脆弱巨大，不能快速转向，又不像弹道导弹在大气层外可以施放诱饵，在反导技术日益成熟的今日，其生存能力基本上等于零。所以高超音速飞行器对美军的价值是很有疑问的。对共军来说，则刚好相反，高超音速飞行器是用来加强弹道导弹的功能的，尤其是东风21这类中程飞弹，换装小型高超音速飞行器弹头之后，不但射程增加1/3以上，而且可以在中途做高机动转向以规避像THAAD或GMD之类的反导飞弹系统，这才是高超音速飞行技术的军事实用价值所在。

【后注】美国陆军于八月25日进行AHW的第二次试射，因火箭故障在发射后即爆炸而失败。原本计划总飞行距离6500公里，包含AHM的侧向机动试験。美国陆军应会重覆这个试射，但何时进行还不清楚。