凌雲超燃衝壓發動機試驗飛行器,美國人稱之為里程碑一樣的成就
近日湖南電視台報道了中南大學范景蓮教授的先進事跡,提到她主持研製陶瓷與難熔合金材料為國家高超聲速飛行器研製打下了堅實的基礎。
從相關報道來看,范教授主持的材料應該用於國產高超聲速巡航飛行器,表明國產高超聲速巡航導彈研製向前邁進了一大步。
海外資料認為國產東風-17彈道導彈配備有高超聲滑翔戰鬥部(HGV),已經完成試射並裝備部隊,應該能在2020年之前形成作戰能力,因此東風-17是當今第一種高超聲速助推/滑翔導彈,現在國產高超聲速巡航導彈研製又走在了世界前列。
中國在高超聲速飛行器尤其是高超聲速巡航導彈方面取得的進展一直是外界關注焦點,2017年4月美國《航空周刊》曾經報道中國在高超聲巡航導彈領域取得了一個關鍵性成果,國產超燃衝壓發動機試驗飛行器-凌雲一號試飛成功,《航空周刊》稱之為“一個里程碑式成就”,凌雲一號最大特點就是它的超燃衝壓發動機採用串聯雙凹腔燃燒室設計,提高了發動機工作穩定性,解決了超燃衝壓發動機最大難題。
為了提高飛行器速度,超燃衝壓發動機讓高速氣流直接“沖”入燃燒室點火燃燒,美國人曾經這樣形容其中難度“相當於在颶風之中點燃1根火柴,還要讓它穩定燃燒”,美國X-51超燃衝壓發動機因為採用傳統單凹腔燃燒室設計,燃燒難以控制,結果試飛之中屢戰屢敗,不得不宣布黯然下馬,現在美國通過與澳大利亞聯合進行的HIFiRE計劃對採用多凹腔燃燒室的超燃衝壓發動機進行技術驗證和測試,相關技術還在發展之中,所以美國人得知凌雲一號試飛成功,由衷稱之為一個里程碑式成就。
高超聲速巡航導彈與DF-17這樣高超聲速攻擊者導彈相比,它全程在大氣層內飛行,飛行時間也更長,由於氣動作功,飛行器表面溫度急劇升高,可以達到2000-3000度,相比較之下一般鋼鐵熔化溫度也只有1500度,因此熱防護是高超聲速飛行器尤其是高超聲速巡航導彈另外一個技術關鍵,有消息說美國高超聲速飛行器研製計劃就面臨現有熱防護材料高溫強度低、抗氧化和抗燒蝕性差或密度高等不足,無法滿足高超聲速飛行器防護要求,而范教授為首團隊研製新型熱防護材料能夠承受3000度高溫,並且更加強韌,其1600℃抗拉強度比現有材材料提高3倍以上,為國產高超聲速巡航導彈研製打下了堅實的基礎。
因此外界普遍推測國產高超聲速巡航導彈可能會在2020年之後研製成功,列裝部隊之後,將會顯著提高我軍作戰飛機、艦艇打擊能力,尤其是時間敏感性目標,舉一個例子,現代中遠程彈道導彈從準備發射到撤收大約需要10分鐘左右的時間,而高超聲速導彈在這段時間之內能夠飛行1000公里以上,這樣高超聲速巡航導彈能夠在對方導彈剛升空,還沒有撤離情況下對它進行攻擊,1000公里也超過了一般航母編隊防禦半徑,高超聲速巡航導彈能夠在對方艦空導彈射程範圍發起攻擊,另外高超聲速巡航導彈飛行高度超過30公里,也超過了一般防空導彈攔截高度,只有少數反導攔截彈才能進行攔截,突防能力更強,由於本身速度大,高超聲速巡航導彈憑藉自身動能就可以摧毀目標,甚至不需要戰鬥部,這樣就能減少導彈體積和重量,不但能夠配備水面艦艇、轟炸機,還能夠配備戰鬥機這樣相對較小的作戰飛機上面。