速度为王

2016-05-12 08:37王瑞良
中学科技 2016年5期
关键词:声速超声速武器

王瑞良

当形容人的武功如何高强时,常会提到这样一句话:天下武功,唯快不破!话虽简单,却揭示了速度对于攻击效果至关重要的作用。作为现代高科技的产物,高超声速武器很好地诠释了这句话。那么,高超声速武器究竟是一种什么武器?它的威力到底有多大呢?

走近高超声速武器

所谓高超声速,是指物体超过5倍声速的运动速度。按照这个速度,从北京直飞上海最慢也不会超过11分钟。

其实人类早在1947年就实现了超声速飞行。经过几十年的发展,超声速飞机的飞行速度最快能够达到3~4倍声速,但这已经是传统技术的极限了。后来,高超声速的概念被提出,且在20世纪90年代取得重大技术突破。之后,美国、俄罗斯、德国、澳大利亚等国家开始加大投入,开展高超声速武器的研究与试验,以期获得最大的军事效益。

目前,高超声速武器主要包括三类:高超声速导弹、高超声速飞机以及空天飞机。它们的共同特点是采用了先进的超燃冲压发动机,这种发动机能以极快的速度将自带燃料与空气中的氧气混合,这样就无需额外携带氧化剂,使得武器负重减轻,从而获得更强劲的动力。高超声速被认为是继螺旋桨和喷气推进之后的“第三次动力革命”。

全球快速打击计划

对于高超声速武器的研发,美国一直走在世界前列。为实现其“全球快速打击计划”(核心概念就是可以在1小时内实现对全球任何一个地方的打击),美国正在加紧多款高超声速武器的研制工作。

如X-51A“乘波者”巡航导弹,一旦试验成功,美军设想将其挂载在B-52战略轰炸机上,于10 000米高空发射,短时间内其速度即可达到6~7倍声速。如此高的速度,使导弹不仅隐身性能和突防能力更为出色,而且具有极高的动能,即使不配备专用的钻地战斗部,对钢筋混凝土的侵彻深度也可达十几米,从而对坚固目标具有极强的杀伤性。

再如HTV-2“猎鹰”飞行器,其最高飞行速度可达20倍声速。一旦技术成熟,它不仅可以携带导弹攻击,还可执行通信侦察以及携带小型卫星进入地球轨道等任务。

此外,美军研制的另一款飞行器——X-37B型空天飞机,其最高速度可达25倍声速,能在距地面203~926千米的近地轨道上运行270天,还可挂装多种武器作为太空战机使用。它将成为未来美军在太空战场上的“撒手锏”。

中 国 制 造

我国在高超声速武器的研制领域也不甘落后,特别是最近两三年,共进行了6次高超声速武器的试射试验,获取了许多宝贵的数据,并引起了世界其他国家的广泛关注。

据军事专家分析,我国试射的高超声速导弹采用了高升阻比的乘波体设计,是“助推—滑翔式弹道导弹”的一种,其最高速度至少可达10倍声速。它先被打到地球的亚轨道上,然后贴着大气层上沿,依靠气动升力作无动力远距离跳跃、滑翔式飞行,或有动力机动飞行,到目标上空30千米左右时,导弹头开机进行末端制导,最后俯冲至目标完成精确攻击任务。

这种导弹的最大威力是可以突破任何导弹防御系统,因为高超声速导弹不是按照固定式弹道飞行,而是按照可控的、飞航式弹道方式飞行,其10倍声速的攻击速度,使导弹防御系统根本没有可供预警的反应时间,即使被探测到,也难以连续跟踪、监视、获得精确的飞行数据,因而高超声速导弹又有反导系统的“克星”之称。

形成战力 路途遥远

虽然高超声速武器的前景看起来十分美好,但这种武器距成熟、量产,以至最终形成战斗力,还有诸多技术难题需要解决。

首先是动力问题。由于选用了超燃冲压发动机作为推进系统,这方面的研究就要涉及多门类高精尖技术。从目前情况来看,即使对基础科研能力强大的美国来说,想要全面完善超燃冲压发动机技术,并用于实战,也不是一件容易的事。

其次是气动加热问题。以高超声速导弹为例,它在再入段的飞行速度最高达10倍声速以上,以如此高的速度重返大气层,弹头与大气层摩擦会产生1600摄氏度以上的高温,在这种环境下,要保证弹体不被烧毁,需开发出耐高温、高强度和低密度的结构材料。这可是一个解决这个问题必须突破的技术大难点。

最后要解决的是控制问题。高超声速武器在高速飞行状态下,无论是飞行器的姿态控制还是导弹的导引控制都将变得十分困难。如果控制不到位,即使动力系统再强劲,也无法实现机动飞行和精确打击等多重任务。

猜你喜欢
声速超声速武器
高超声速出版工程
高超声速飞行器
超声速旅行
一张图看懂武器发展史
声速是如何测定的
请放下你的武器
退役武器去哪儿了?
跨声速风洞全模颤振试验技术
机翼跨声速抖振研究进展
负荆请罪