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风中一刀:我军高超音速导弹速度可飙升4倍 — 超燃冲压发动机技术已领跑世界 |2020-07-17

我国又一项技术取得重大突破,一举打破美国创下的世界纪录,持续时间超过美国3倍。

 

高超音速导弹已经成为各国主要的研究对象,因为其速度快、突防能力强等优势,受到各国重视。但是发展这种武器的难度非常高,不仅需要承受高温的材料、高速状态下能够正常工作的制导系统,还需要推力相当强大的发动机,正是因为这款武器对各项核心技术要求极高,很多国家即使想研发也无从下手。其中难度最高的无疑是发动机技术,现有的发动机想让导弹达到5马赫的速度已经非常困难了,如果要到20马赫,难度更是连升几级。

 

不过,这一问题并没有难住我国科学家。

 

我国科学家一举打破美国保持的世界纪录

 

我国科学家进行的过超燃冲压发动机的试验,该发动机连续工作了600秒一举打破了此前美国保持的世界纪录,美国波音公司生产的X-51发动机当时的数据为210秒,我国几乎达到了美国的3倍,美国这回根本无力追赶。

 

天下武功唯快不破,武器装备也是如此,只要导弹速度够快,对方就无法拦截。

 

 

导弹加装超燃冲压发动机之后,就能获得十分巨大的推力。

超声速燃烧冲压式发动机,简称超燃冲压发动机,可以在攀升过程中从大气里获取氧气。放弃携带氧化剂,从飞行中获取氧气,节省重量,就意味着在消耗相同质量推进剂的条件下,超燃冲压发动机能够产生4倍于火箭的推力。

超燃冲压发动机运用到武器中有何意义?

 

高超音速导弹根据其飞行速度被分为不同等级,低于10马赫的仅属于战术级别,其研发难度并没有那么大,因此现在各国主要的研制成果基本都集中在这个速度范围,还没有国家研制出超过20马赫的武器。就连在该领域处于领先地位的俄罗斯都达不到,他们也仅能靠弹道导弹将弹头送到太空中,让其在返回过程中逐渐达到最大速度,因此,这种导弹只有在飞行末端才能达到20马赫的速度。

 

许多人可能会问,为什么超燃冲压发动机工作时间如此重要?

 

这是它的工作原理决定的,所谓超燃冲压发动机是超音速燃烧冲压发动机,高速气流不经减速直接冲进燃烧室,然后与燃料混合燃烧。这样做优点就是能提高载体运动速度,超燃冲压发动机被认为是高超声飞行器最佳发动机。不过它的缺点就是超音速燃烧实现起来难度非常大,美国人曾经这样描述难度“(超燃冲压发动机)如同在飓风之中点燃一根火柴,还要它稳定持续燃烧”。因此工作时间就成为超燃冲压发动机最关键指标。

 

 

喷气发动机火焰发生器布置在燃烧室表面,在低速情况下保持稳定持续燃烧并不困难。但是高超音速飞行器速度一般在5赫以上,这样设计已经很难满足要求。美国采取办法就是引入坑式火焰发生器,避开高速气流,从而增加了发动机工作时间。

 

 

不过美国超燃冲压发动机是单坑式,抗击气流能力比较有限,相应超燃冲压发动机工作时间也难以继续提高。中国技术人员创造性引入了串联双坑方案,有效增强了燃烧室抗击高速气流冲击的能力,持续工作时间得到迅速提高,一举跨过600秒大关,实现稳定工作10分钟。

 

按照国内外相关行业普遍观点,超燃冲压发动机稳定工作超过5分钟标志即具备工程运用能力,能够做为巡航导弹等飞行器的发动机。国产超燃冲压发动机稳定工作达到10分钟,标志着国产高超音速巡航导弹动力系统已经被攻克,导弹问世指日可待。

 

一般认为高超音速巡航导弹起步速度为5马赫,按照这个标准,国产超燃冲压发动机工作10分钟,已经可以让导弹飞行距离1000公里。超燃冲压发动机不能自启动工作,需要固体火箭发动机加速到工作速度,另外发动机关机的时候,导弹具备极高速度,动能非常大,依靠惯性还能滑翔一段距离。

 

 

外界普遍认为国产高超音速巡航导弹射程应该能达到或者超过1500公里,即便考虑到空气阻力等方面因素,导弹着地瞬间速度也会达到4马赫左右。这样高的速度已经可以不用战斗部,自身动能就有巨大的威力,直接撞击就能摧毁或者重创目标。导弹也可以钻入地下攻击目标或者穿透具备坚固防护的目标。由于导弹不需要战斗部,能够减少体积和重量。

 

高超音速巡航导弹速度快,超过5马赫,加上飞行高度在临空间,恰好处于防空、反导系统之间的空白区域。一般防空导弹难以打到,而反导拦截弹又无法拦截,突防能力强。

 

 

由于速度快,射程远,适合打击时间敏感性目标,例如航母编队、导弹发射车。高超音速巡航导弹飞行1000公里只需要10分钟左右,这个时间之内目标难以移动较多距离,导弹可以迅速抵达预定区域攻击目标。另外高超音速巡航导弹还能够携带巡飞弹这样智能化弹药,在目标区域上空长时间停留,进行持续压制。

 

随着我国超燃冲压发动机取得惊人的进步,我国在相关领域的技术也更加成熟,一旦我们将这一技术成功应用到导弹上,研究出速度超过20马赫的导弹也不再是梦想,到那时,美国的任何军事目标都将成为活靶子。

 

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