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瀚海狼山:为什么说所谓的白帝,不可能是现实中的空天战机?|2022-11-10

在航展上有一个项目非常奇怪,不论名称还是造型都不走寻常路,因此引起了较大的关注。看其公开的展板,似乎叫做“白帝先进空战系统”;并且公开提到这是一种在未来可以同时在大气层内外进行空战的新式战机。有人说叫做白帝。应该是来源于李白的诗句:危楼高百尺,手可摘星辰一段;又因为李白的:朝辞白帝彩云间一句最为有名,因此起名白帝,既有历史根基又有诗意,而且暗示可以进行大气层外作战;于是就有了这么一个“响亮”的名称。事实是否真是如此?瀚海狼山(匈奴狼山)没有细致的考证,也许有些道听途说。不过事实求是地讲,如果把这个白帝空战系统,或者说就是现实中展出的模型,直接认定为未来空天战斗机的基本概念模型的话,那是十分草率的。

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因为并不符合真正可以在大气层内外自由穿梭的空天战机的基本合理外形。看看现在展出的这个模型,有非常细长而且像扁平的鸭嘴一样的机头加座舱部分。但是再回想过去非常常见的航天飞机、X37B,甚至包括曾经惊鸿一瞥的“神龙”空天飞机,都会发现一个共同的外形轮廓。这就是他们的机头部分,都是非常“圆钝”的,没有一种例外。而且这些空天飞行物的机翼部分甚至包括气动边条部分的翼展都不大;都属于“内敛”类型的。而看看所谓的白帝概念机,除了大鸭翼还有非常大的主翼,与现实中真正可以在大气层内穿梭飞行的实物可以说是大相径庭。凡是可以最终入轨飞行的物体,都会飞到25马赫的水平,航天飞机与空天飞机都不能改变这个最基本的物理规律。那么为何这些,

人类制造的、飞得最快的“飞机”,都是圆钝的头部再加小翼展,而不是像在万米高空做2到3马赫飞行的协和飞机或女武神之类的,有极其尖锐的头部再加大翼展呢?这就在于,高速气动飞行,整体上是非常复杂的。在不同的大气密度,不同高度,不同速度下,对所谓飞机的最合理外形的要求都不一样。比如在底层相对稠密的大气层中,飞行速度在8马赫以下时,细长尖锐的外形最容易克服空气阻力实现相对的高速飞行。但是到12马赫以上,也就是属于高速飞行中的超高速段时,如果此时飞行物的整体仍然非常细长,尤其是飞行物头部特别的细长尖锐,那么对高速飞行并没有太大的好处,反倒因为剧烈的气动加热效应,会对细长尖锐的头部,产生几千摄氏度直到上万摄氏度的高温。

如果此时尖锐物的速度接近或者超过20马赫,甚至会把整个头部直接熔化掉!而且一旦这个细长而尖锐的头部的整体外形还是不规则的,不是标准的细长圆锥体而类似像鸭嘴,那么还会产生严重的头部气动偏转力矩,导致整个飞行体无法有规律的平飞,甚至会诱发过载超标而当空瞬间解体。此时像航天飞机一样采用相对圆钝的头部,其气动加热接触面相对最小,而且有不断熔化剥离的涂层,就会把大量的高速摩擦生热,以最高的效率分散掉,并且高速下也不过产生过大的头部不规则气动偏转效应。最适合12到25马赫之间的超高速飞行。那么过于圆钝的头部,会不会在40公里以下的大气层中产生巨大的飞行阻力?其实只要动力强劲,圆钝头部仍然可以飞到5到8马赫;但是细长尖锐不规则,

的头部,却完全不敢飞到12马赫以上。权衡利弊之下,于是把航天飞机和几乎所有的空天飞机,都做成圆钝的头部。至于相对不大的翼展,也是为了超高速下,减少气动摩擦,并且保持飞机的整体刚度。高速下小机翼已经可以产生足够大的滑翔升力。相反如果超高速下机翼还很大,那么更可能直接当空解体。世界上也有飞到12到20马赫仍然细长尖锐的飞行物,这就是洲际导弹的分导弹头,不过这些弹头都是规则的长圆锥,并且在再入大气层时高速自旋保持姿态稳定。即使如此,这些弹头的圆锥尖也会产生上万度的高温,有彻底熔化的可能。但是弹头很快穿越稠密大气,即使最终熔化了最尖头,也不妨碍其完成作战任务。因此说到底,目前白帝飞行器的整体外形,只能说其最大速度不可能超过4马赫。

 

如果深究起来,则完全不符合未来空天飞机的基本外形规律。甚至说是6代机的概念外形也非常勉强,只能算是一种用于引发外界想象力的“半艺术品”。

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