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東風31AG是過去式 15馬赫“洲際乘波彈”公開
送交者: 一劍破天 2024年09月29日22:22:28 於 [軍事天地] 發送悄悄話

  四十四年前,為營造相對寬鬆的和平環境,也為驗證相關科學技術問題,中國實施了首次洲際導彈全射程試驗,四十四年後,中國再次組織實施洲際導彈全射程發射任務,前一次是試驗,後一次是任務,戰略威懾的份量更重。

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  以往常說國之重器不可輕易示人,相隔四十四年的兩次發射都是高調示人,但也有着根本的不同,因為前一次是把家底拿出來,後一次則是眾多武器選項中的其中一個性能中等的選項。

  東風-31AG是東風-31A型洲際導彈的高機動無依託發射升級版,不論是射程還是載彈量都不及東風-41.然而不論是東風-31AG,還是東風-41.它們都已經不再是我們的最強底牌。

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  東風-31A型洲際導彈發射畫面

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  東風-41

  近日,知名博主lyman發布了一張論文截圖,圖上繪有一款類似小飛機的戰鬥部,配文顯示,該戰鬥部可以在3423秒時間內飛行1.8萬餘公里,這個射程就很誇張了,算下來平均速度超過了15馬赫,由於此類飛行器的上升段、中段、末段速度各不相同,預估其中段最大速度可超過20馬赫。

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  需要指出的是,從該論文使用的排版、字體樣式看,其發表的時間是比較久遠了,再看其抬頭的標題,說明只是學術課題研究,並不特指某款武器系統。

  雖然不是特指某款武器,但自從東風-21D、東風-26.尤其是東風-17導彈亮相以來,世人都有這麼一個共識,那就是中國已經在高超音速武器領域走在了世界最前列。

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  業界通常將這種形似飛機的空天再入飛行器稱為“乘波體飛行器”,所謂乘波體指的是,飛行器前緣平面與激波上表面重合,利用激波壓力產生升力,飛行器騎在激波上進行高超音速飛行的飛行器。

  每每談到高超音速武器時,大家關注的重點都在速度上,其實若論速度,還沒有多少武器可以比得過洲際彈道導彈。高超音速武器,尤其是乘波體構型的高超音速武器,其核心優勢在於可以躲避敵方雷達探測或防禦武器攔截的靈活多變的飛行軌跡,從而極大增強了突防能力。

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  東風-17隻是中國眾多高超音速武器中的一款戰術級裝備,事實上,我們已經擁有覆蓋遠中近各種射程的高超音速武器裝備體系。

  既然乘波體戰鬥部的優勢這麼大,為什麼只有中國可以做到在該領域的百花齊放?

  談高超音速武器,就不能不重視此類武器的活動空間在哪裡,100公里高度的卡門線被科學家們定義為地球大氣與太空空間的分界線,卡門線以上的飛行器被稱為航天器,卡門線以下的則是航空器。

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  從國際空間站拍攝的地球大氣層,橙色和綠色的氣輝線大約位於卡門線的高度。

  雖然卡門線以下的飛行器被稱為航空器,然而絕大多數航空器的飛行升限多在20公里左右的高度,突出高空高速性能的,勉強可以夠到20至25公里高度層,也就是說,人類進入航空航天時代這麼久了,真正能夠有效利用的空間是25公里以下,以及100公里卡門線以上,而25公里至卡門線之間的高度層則是鮮少觸及,一般也就是實施航天發射活動時路過一下。

  高超音速武器的速度雖然比不上洲際彈道導彈,但並不代表它不追求速度,其追求的是如何實現在卡門線以下大氣層內的高超音速飛行。

  大氣層內的高超音速飛行,在中低空大氣比較稠密,難度很大,只有卡門線以下至傳統航空器飛行高度上限之間的空域,由於大氣稀薄,進行高超音速飛行的阻力相對而言要小得多。

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  無偵-7升限20公里

  其實如果說單純追求減小高速飛行阻力,直接去太空不是更好麼,如果是在太空,由於真空環境條件的存在,提高速度是很容易的,但是太空空間不能發揮氣動力效果。

  25至100公里之間的高度層,雖然大氣很稀薄,但還是可以利用。這樣一來,一個既能發揚高超音速速度優勢,又能展現氣動效果的空間就被挖掘出來了,這一空間也被稱為“臨近空間”,或者“亞軌道空間”,這裡被認為是高超音速武器的樂園。

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  臨近空間

  進入臨近空間飛行,傳統航空器是無能為力的,即便能夠進入臨近空間,其氣動力的作用也會趨近於零,因此就需要專門針對臨近空間進行特殊的氣動設計,東風-21D、東風-26的帶翼雙錐體,以及東風-17的乘波體,都是專門針對臨近空間設計的氣動布局。

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  正如前文對乘波體的名詞解釋說的那樣,乘波體飛行器需要利用激波壓力產生升力,這就需要足夠高的初始速度,怎樣獲得這一初始速度呢?

  有兩個辦法,一種是利用渦噴、亞燃衝壓、超燃衝壓等多種動力組合形成的“組合動力發動機”進行接力加速,最終加速至高超音速,另一種是藉助彈道導彈的助推級進行加速。

  東風-21D、東風-26、東風-17都屬於後一種,這只是公開的,實際上中國組合動力發動機同樣走在世界最前列,並在國際上率先成功研製可以進行工程應用的組合動力發動機。

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  應用組合動力的騰雲空天飛機

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  東風-26

  臨近空間相較於其它高度層,對於人類而言整體是比較陌生的,而中國之所以能夠率先駕馭臨近空間飛行器,不得不說,這是戰略決策的高瞻遠矚。

  什麼戰略決策?就是投入大量資源於“臨近空間飛行器”的研究,在這一戰略項目中,體系完備的高超音速風洞群的建設與應用也是居功至偉的。

  如果沒有風洞,或者風洞支持條件受限,就需要組織實施大量的實際飛行,以獲取試驗數據,而實際飛行試驗不僅風險高,而且所需時間周期更長,這也是為什麼說,風洞是飛行器研發領域的力量倍增器。

  中國目前已經建成JF-12與JF-22兩台高超音速激波風洞,JF-12可以復現25至40公里高度層5至9馬赫的高超音速飛行環境,JF-22可以復現40至90公里高度層7至30馬赫的高超音速飛行環境,這就意味着中國在全球範圍內率先打通了高超音速飛行所涉及的所有高度層與速域,打通了空天飛行走廊。

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  為什麼中國會有如此的先見之明?

  應當說,錢學森同志發揮了相當關鍵的作用,他本人原本就是從事空氣動力學研究,歸國之後雖然主持了多型彈道導彈的研發工作,但他對空氣動力學的研究興趣始終未減。

  到上世紀九十年代初載人天地往返載具遴選時,作為戰略科學家的錢學森,考慮到當時國家的綜合國力因素,為載人飛船投上了關鍵一票,之後沒多久他就給黃志澄致信表示,“21世紀的中國人一定要在空天飛機上顯一顯身手”。

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  當年那些沒能成為中國載人航天天地往返載具選項的一系列空天飛行器,如今有不少都已經開花結果,比如某單位的可重複使用試驗航天器,還有亞軌道重複使用運載器……

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  高超音速武器與錢老提及的空天飛機,雖然看似不同,但就利用臨近空間進行高超音速飛行的技術而言,其實是一回事。

  我們不僅會在高超音速武器領域獨占鰲頭,世界上第一款真正意義的空天飛機也必將在中國率先起飛,這是毫無疑義的。

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