高超音速导弹研制要过三道关:助推器、滑翔器、超燃冲压发动机(2)

2022-01-13 07:00  环球网

第二关:滑翔器

研制助推器,只是高超音速导弹研制的第一关。第二关——滑翔器才是高超音速导弹的核心领域。通常来说,弹道导弹的弹头只有在末段、最多再加上临近末段的中段,才会在大气层内飞行。弹道导弹虽然能在中段进行机动变轨,但主要通过发动机进行,且机动的范围较小。弹道导弹弹头在末段也能实施机动,但范围较小,其机动主要用于躲避拦截。而助推滑翔型高超音速导弹的一个主要不同在于,弹头主要在大气层内飞行,并能够在大气层内依靠空气动力进行较大范围的横向和纵向机动,使得对方很难预测其打击点。

张学峰表示,为了能够在大气层内进行高效滑行,要求助推滑翔型的导弹在飞行过程中,升力大、阻力小,滑翔距离远。同时,还要“肚里能装东西”。其中乘波体的升阻特性最好,但研制的难度相对较大,另外由于其外形扁平,容积较小,目前尚无实用的型号。圆锥体或类圆锥的旋成体容积较大,但升阻比相对较低。最早的助推滑翔型高超音速导弹,例如俄罗斯的“匕首”的滑翔器主要是类圆锥的旋成体,外形和弹道导弹弹头差别不大,主要通过控制它在大气层内飞行时的迎角来得到一定升力,升阻比较小,总体看研制难度较低。

第三关:超燃冲压发动机

高超音速巡航导弹被普遍认为要比助推滑翔型导弹更具优势。因为这种导弹可以通过发动机吸取空气中的氧气,相同的射程、相同的平均速度,其弹体可以做得更小。例如俄罗斯“锆石”高超音速导弹,可以装到护卫舰的垂发系统中。而且高超音速巡航导弹总体上更廉价、更经济,便于大量使用。助推滑翔型的高超音速导弹,由于在滑翔阶段没有动力,速度会越飞越低,到末段就成了“强弩之末”,容易给对方拦截系统提供拦截窗口。而高超音速巡航导弹,则可以保持以相对均衡的速度飞行。

但超燃冲压发动机的研制却是一大难点。据张学峰介绍,超燃冲压发动机可以说是高超音速飞行器推进技术乃至整个高超音速飞行器技术体系中的核心技术。它涉及空气动力学、气动热力学、计算流体力学、燃烧学、材料学等多学科的前沿问题以及很多交叉学科。“有人形容超燃冲压发动机的燃烧室工作,就像是在飓风中点燃一根火柴,足见其研制难度。”此外,要想进一步提升高超音速巡航导弹的性能,还要解决气动推力一体化等技术。俄罗斯的“锆石”之所以达到接近装备部队的状态,很大一部分原因在于苏联时期的技术积累,以及俄罗斯非常重视研制这种具有战略意义的技术和武器。