93阅兵时间慢慢的接近,各种彩排中爆出的装备让很多军迷都目瞪口呆,因为那些自认为“军事专家”的大V们支支吾吾,对着彩排拖车上的新装备左右顾而言他!装备太新了,完全没见过!各种装备层出不穷,看着从未见过的装备,军事专家瞠目结舌也是正常!
这边整出那么大动静估计也刺激到了美国,8月17日,关注近地轨道空间的马克·朗布洛克博士发布了一条信息,美军测试了一种射程将近7000公里的导弹,从弹道上分析,有很大的可能性就是滑翔高超音速导弹!美军的高超弹好久没动静了,这次终于又开始动作了。
一条完全不受关注的“航行警告”,发布时间是8月17日,具体测试时间是8月22日,从阿拉斯加的太平洋太空港综合体(位于北太平洋阿拉斯加的科迪亚克港)到南太平洋的夸贾林环礁,具体示意如下图:
北太平洋海域,科迪亚克港附近海域:从8月22日22:00到次日22:00,备用测试时间从23日至26日的04:00到10:00,如果测试延期,后续每一天都可安排第二次测试;
南太平洋海域,夸贾林环礁海域:从8月22日22:00到次日22:00,备用测试时间从23日至26日的04:00到10:00,如果测试延期,后续每一天都可安排第二次测试;
具体经纬度就不解释了,就几个多边形区域,在导弹的助推上升阶段、一二级坠落阶段、末端坠落区域等,都会设置禁入区域,避免坠落的助推器砸到海面船只。
6300公里射程,基本射程已经属于远程弹道导弹了,但还没到洲际导弹的范围,不过弹道导弹也能打高弹道拉近射程!但美国在测试民兵这类弹道导弹时大多数都会事先在媒体上公告,西方各大媒体也会竞相报道,这叫事先告知,为的就是避免俄罗斯和中国等核大国误判。
为什么这次发射却西方各大媒体却毫无波澜、一点动静都没有?那是因为这次测试的是高超音速导弹!美国在高超音速导弹研发上经历了无数次失败,屡败屡测,屡测屡败,已经没脸在媒体上大张旗鼓宣传了。
这个位于北太平洋科迪亚克的太平洋太空港综合体主要测试对象就是高超音速导弹,之前也因为测试高超音速导弹发生过一次发射时炸毁发射台的事故,所以这个测试基地那是名声大噪:
2014年8月25日,AHW(先进高超音速武器)测试时在发射台上爆炸,发射台及地面设施严重损毁,整个发射场一度关闭维修了好几个月。
2021年10月21日,高超音速导弹助推段飞行测试也在这个地方进行,助推火箭发生异常,没有按预定轨迹飞行,弹头未能顺利分离测试失败,对发射台倒也没有影响。
爆炸的AHW(Advanced Hypersonic Weapon,高级高超音速武器)就是第二次测试,这是美军最早的高超音速滑翔体验证项目,与中国的“WU-14”项目齐名,当时中国的高超音速滑翔弹头测试也是在同期获得突破,之后的事情估计大家都知道了,DF-17从“WU-14”的基础上发展出来了,2017年就正式服役,2019年的国庆70周年阅兵式上正式亮相!
而美国的AHW则因为多次失败,进度缓慢,后来发展出了“C-HGB”(通用高超音速滑翔体标准),磕磕绊绊成功后从C-HGB上发展出了LRHW(Long Range Hypersonic Weapon,远程高超音速武器),这是美国陆军基于C-HGB的实用化型号,具有两级固体助推器的高超音速导弹。
这次6300公里的导弹测试应该是LRHW的极限射程了,目前LRHW没有公开数据,俄罗斯新闻媒体报道称LRHW的射程超过5500公里,仅有的数据是导弹二级发动机直径0.71米,长3.2米,这是一种大型高超音速导弹了,射程超过6000公里也正常。
LRHW导弹射程已经远达6300公里左右,估计大家必须会觉得美国的高超导弹也挺牛逼的是吧,但是种花家要告诉各位,与美国AHW当年几乎同时突破的WU-14发展的DF-17已经服役8年了,后续也已发展出DF-26和DF-27,还有舰载版与机载发射的YJ-21,要是算上之前阅兵彩排上爆出来的版本,那就更多了!
美国到现在还没有装备任何这一种高超音速导弹,在AHW之后,美国空军有空射版的ARRW和吸气式高超音速导弹HAWC以及刚刚介绍过的陆军版LRHW,这三个没有一个是省油的灯:
LRHW:2018年开始研发,总共测试6次,2次成功,其中还有多次因为发射装置问题检查不通过而未能发射;
ARRW:2018年开始研发,总共测试9次,3次成功,4次失败,2次未披露,应该是失败了,去年大张旗鼓的在关岛基地起飞B-52测试,原本想威胁下中国,结果还是失败了;
HAWC:这个2010年“立项”,2020年开始测试筹备,4次测试都成功,已经转空军 HACM继续成熟,看清楚了,这只是DARPA的前期测试项目,距离武器级还很远很远。
最接近成功的是LRHW项目,之前计划是2024年底要投入到正常的使用中,在2024年12月确实在卡纳维拉尔角太空发射综合体进行了一次端到端的成功发射,但只是成功发射而已,弹头制导是否有成功,滑翔等功能是不是正常等均没有见到报道。
2025年装备估计要泡汤了,因为现在还在做全射程测试,延迟到2026年是肯定了。不过按LRHW的测试结果,搞不好在8月22日测试中再次失败,要是那样的话估计LRHW装备这事就悬了。空军的ARRW基本已经取消了,HACM还遥遥无期,LRHW是美军高超音速武器仅存的硕果了。
所以各位明白为什么美军的高超音速武器测试那么低调了吧,因为早就应该测试成功了,结果却一拖再拖,中国都装备五六款高超音速导弹了,美国的这高超音速导弹还在“孵蛋”!但是据公开消息称,就算美国的高超音速导蛋孵出来也没法打移动目标,因为美军的全球移动目标侦察布局还不完整。
中国的高超音速导弹型号估计大家都看腻了,比如DF-17和DF-25和DF-26等,估计大家都提不起兴趣来了!不过新玩具来了,据社交媒体上的消息,这次彩排公开了几种相当炸裂的导弹,主要有如下几种类型:
乘波体滑翔式高超音速导弹应就是DF-17的海基版了,估计大家也没兴趣看;另一个是双锥体高超音速弹道导弹应该海基高超的真身?最感兴趣的应该是冲压式超音速巡航导弹和超燃冲压式高超音速巡航导弹这两大玩具了,因为在之前的高超音速武器中并没再次出现这俩货。
这两大玩具都属于超音速飞行器,只是一个属于“低速版”,另一个属于“高速版”,两种武器的原理其实可以连起来说,一次就能说明白,看种花家的文章,保证你看明白冲压式和超燃冲压式到底是什么原理!
冲压发动机有亚燃冲压和超燃冲压两种,与涡轮风扇发动机一样属于喷气式发动机,其原理就是高压气体被压缩进入燃烧室,然后混合燃料点燃,从尾喷口喷出形成持续推力,这就是喷气式发动机的原理。
一般的涡轮风扇发动机很容易理解,前面有很多级风扇,一级级压缩下去到燃烧室就有二三十个大气压了,比如AL-31F(三姨夫)有4级风扇的和9级高压压气级,高压压气级出口大气压大概在2.4兆帕左右,也就是24个大气压,再喷入燃料燃烧后推动高温涡轮(带动前级压气级工作)形成循环工作。
但是冲压发动机就一根前后直径有点差异的管子而已,它到底是通过什么原理来压缩气体的?答案是超音速后形成的激波!可以将激波理解成一个压缩面,进气道超音速后,唇口会“劈开”气流形成激波,这些激波在进气道内反射会形成一个个交叉的激波面,通过进气道进入的气流会在这些激波面上多次压缩而达到很高的压缩比。
所以在冲压进气道后的燃烧室出口的高压气体压力也是很高的,此时混入燃料点燃,和涡轮风扇喷气式发动机的燃烧室其实没啥两样,并且还因为冲压进气道结构相对比较简单,几乎不用维护,推重比很大,因此在导弹领域应用非常广泛。
所谓的亚燃冲压发动机就是经过进气道激波压缩后在燃烧室流经的气体速度是亚音速,因为常规稳定燃烧的传播速度是亚音速,因此在亚燃冲压发动机中点燃燃料和空气的混合物并不难,因此突破这种发动机的国家与地区也不少,但要稳定在4马赫以上的高音速导弹难度也很大,因为速度越高,燃烧室气流速度也越接近音速,稳定燃烧也越困难。
所以各位应该也明白了,超燃冲压发动机中燃烧室的超音速气流点燃有多困难了,并且从亚音速向超音速过渡的时候还有个推力陷阱,也就是在4~5马赫过渡期,在速度增加后推力反而降低,造成震荡式工作,性能极不稳定,一直都难以解决。
目前有两个处理方法,一种是用火箭直接推动越过4~5马赫的推力陷阱,另一种是在燃烧室内内置液体火箭工作稳定度过过渡区,并还有一种是极端牛逼的技术用火焰稳定器搞定,目前不知道公开的超燃冲压式高超音速巡航导弹到底是哪种技术,看助推器的长度可能用火箭推进到5马赫+后再点燃。
但超过5马赫后是否就万事大吉了呢?其实也不是!因为在超燃冲压发动机的进气道内,速度增加后激波改变很大,并且压力增加后反而会膨胀,导致压缩效率降低,这会导致发动机工作不稳定,速度也上不去!
这也是2004年美军的超燃冲压发动机X-43A和2010年X-51A测试多次失败的原因,当时用的还是液氢燃料,这种实现要比碳氢燃料容易得多,但要用在导弹上必须是碳氢燃料(最好就是航空煤油)。中国既然已经装备了,那铁定是最碳氢燃料。
整体上来说,中国现在的滑翔和吸气高超都慢慢的开始爆发了,这个背后就是中国在风洞大量建设后的大规模技术突破与应用,美国在高超武器上屡战屡败是因为早期完全不在意风洞建设,认为用计算机建模仿真就可以,但事与愿违,附面层的湍流根本就不可能用计算机来模拟,等到美国人反应改过来再建设风洞时已经晚了。
看到最后估计各位也很好奇了,一直都喜欢标上各种各样不同型号再介绍的种花家怎么这次啥都没说?原因也很简单,昨天一篇介绍无人装备的写太详细了,发都发不出来,所以这次干脆就写个原理吧,大家都过过瘾,等到93之后估计就能说了。