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動於九天之上的東風17 是水漂彈道還是錢學森彈道
送交者: 力挽狂瀾 2019年11月04日19:29:00 於 [軍事天地] 發送悄悄話

  國慶閱兵式上亮相的東風17彈體直接裸露在外,根據其發射車上的凹槽也可以看出,該彈是在類似於東風-16等短程戰術導彈的基礎上,直接更換彈頭得到的。而且既不是卵形彈頭,也不是尖銳的圓錐體,反而是充滿折線的非圓結構。而眾所周知的是,除了要跨越大氣層的彈道導彈,常規的巡飛彈道的導彈基本可以根據彈頭的尖銳來判斷導彈的速度。

  比如說亞音速用鈍頭,超音速用尖頭。而這種折線型的不屬於這兩種,那麼難道他還能既不是亞音速也不是超音速?這句話,是,也不是。

  我們常說的超音速導彈基本都在5馬赫一下,而在往上的我們則叫做高超音速。而在高超音速的情況下,傳統的彈體設計會存在着種種問題,因此出現了一種全新的彈體構型,這種彈體被稱作“乘波體”,巧的是,東風17的導彈外形,恰恰符合乘波體的幾個特徵。

  美國展出的HTV-2型高超音速載具

  首先我們說說為什麼要發展乘波體,乘波體不是高超音速武器的唯一解,比如俄羅斯的“匕首”導彈就是通過高拋彈道+高速度載機(TU-22M,MIG-31高空高音速投放)+大彈體(伊斯坎德爾的彈體,燃料有保障)來實現最大末端10馬赫的高速和上千公里的巨大射程。但是乘波體卻是目前技術的最優解,這得從乘波體的原理說起。

  在高速飛行接近或者到達音速後,空氣由於受到物體的影響會被壓縮,而隨着速度的增加,空氣被壓縮的更厲害,激波的強度也就更大,這時候空氣會展現其可怕的一面,強力的氣動加熱和空氣的力量會撕碎傳統的鋁合金蒙皮,這也是為什麼超音速導彈大多數使用鈦合金的原因。而激波除了帶來阻力外,就真的沒有用了嗎?

  答案是否定的,眾所周知,巡航導彈最大的特點是中段的平飛巡航段,而平飛是定速定高度。這就意味着彈體受到在這個速度下產生的升力應該正好與重力相抵消。在亞音速情況下,由於空氣的稠密和飛行速度較低,導彈往往使用彈翼來產生升力,如本次閱兵中的鷹擊-18,由於是亞超結合,因此也存在彈翼。

  鷹擊18的彈翼

  而在超音速情況下,彈體往往自身就能夠產生足夠的升力,加上彈翼會帶來額外的阻力,因此我們常見的超音速導彈往往都是在8000米以上,空氣較為稀薄的高空,使用衝壓發動機飛行。但是這種導彈也存在着缺點,那就是相比現在的先進防空系統,還是不夠快。三馬赫並不能完全阻止“S-400”,“愛國者”之類的優秀防空體系對其進行攔截。這時候,有兩種出路,一種是亞音速走隱身,另一種就是高超音速,飛的更高、更快。由於前者存在着一個巨大的問題——亞音速飛行帶來的打擊反應過慢,其實並不適合現代戰爭,譬如說美國曾經用戰斧襲擊恐怖分子的會議地點,從幾百公里外的海上發射後,戰斧飛行了半個多小時才命中目標,然而這時候恐怖分子剛剛開完會走人了。現在先進的可機動部署的各類導彈發射器和雷達等目標,在現代戰爭中,部署和撤走已經從天縮短到以小時甚至分為單位的部署情況,因此必須要求打擊力量有足夠的時效性。更不要說反艦作戰這些。這也就是我們為什麼要發展高超音速導彈。

  薩德的雷達,設計上就考慮了機動部署

  而為什麼筆者敢確定東風17是新的乘波體武器呢?這是因為乘波體的特殊原理。在高速下,產生的激波並非完全無用。在彈體帶有一定攻角的情況下,激波便會順着前緣轉移到機身下方,而這些激波本身就是高壓的流體,因此彈體可通過將機身“騎”在這些激波的上方,來實現”升力“這也就是”乘波“的由來。而激波導入彈體下方後,為了避免阻力,一般會將整個下表面做的如同刀削一樣成為一個平滑的斜面。這也就是為什麼乘波體看上去像一個楔子的原因。

  美國的X-51

  DF-17的彈頭特寫,可見其下表面的平滑,這是典型的乘波體設計

  而乘波體的設計只是解決了高速下的升力和低阻問題,影響導彈射程的還有一個彈道問題。在高超音速武器中,只有兩大類彈道可選,一種是錢學森提出的錢學森彈道(再入大氣層後拉起滑翔);另一種則是桑格爾彈道(水漂彈道)。

  兩種彈道的示意圖

  由於公開資料有限,筆者並不能明確的得知我們的DF-17使用何種彈道,但是有一則公開消息顯示,東風-17的設計者之一,祝學軍(女),曾獲得2009年武器裝備閱兵先進個人、2016年獲得國防科技進步一等獎(第一完成人)的獲獎信息中,提到了一條“主持了我國第四代短程地地戰術導彈(東風-1X),採用了世界首創的助推-滑翔高超音速設計“。而加上根據知網目前檢索到的她本人公開的論文中的《固體火箭衝壓發動機燃氣流量-噴管喉部面積雙變量調節特性研究》(2018.05 導彈與航天運載技術,31-35),那麼我們基本可以確定,東風-17應該是基於錢學森彈道的大氣層內滑翔增程技術,而非之前自媒體熱炒的臨近空間打水漂彈道。

  一院型號系列總設計師,祝學軍女士

  知網上可查的祝總師的公開論文,可見只有提衝壓發動機而非臨近空間的“水漂”彈道

  東風-17的作戰意義上,更是真正的“殺手鐧“,由於其高空高速的同時相比於彈道導彈有着更強的機動能力,這將使得目前的諸如”愛國者“等防空武器等同失效。的確,高超音速武器的末端無論雷達還是紅外信號特徵都是極大的,無法隱藏,但是人類目前並沒有有效攔截此類武器的手段,這使得使用該種武器對敵方機動部署的防空導彈和雷達陣地的打擊將極為高效和充滿了侮辱,對方的防空反導單位將只能看見導彈來襲而沒有反擊能力。同時,這也為未來的反艦等任務提供了拓展的空間。在這美國的X-51、HTV-2等已經無疾而終的今天,在俄羅斯的3M22”鋯石“還在最後公關的時候,中國在今天終於高調展示了我們自己的高超音速武器,展示了一款已經投入現役的高超音速武器。在今天,光榮屬於我們的科研人員!這不僅僅是在軍事戰術上的一次威壓,也是在高新技術領域,對老牌強國的一次挑戰,讓世界看着,這就是我們中國的導彈。


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