高超音速飞跃九天之上
时间：2020-12-14 20:01:09 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
当太空战机、激光武器、电磁炮和战斗机器人等以往只出现在科幻作品中的“大玩具”离现实越来越近时，高级超高音速武器项目在全球的开发愈演愈烈，以美国为首的军事强国更是对其情有独钟。高级超高音速武器项目是陆军用于开发全球即时打击能力的武器项目。全球即时打击能力指的是利用洲际弹道导弹、超高速巡航载具等运送精确制导的常规弹头，对位于全球任何地点、只有很窄攻击窗口的高价值目标实施精确打击，从发起攻击至攻击结束，所用时间不超过1小时。美国政府认为，全球即时打击武器是在削减核武器的同时维持成慑能力和快速打击能力的一种办法。美国陆军已成功试射了一枚能以5倍音速飞行、一两个小时内打击全球任何地点的高超音速导弹。
九天之上的乘波者
新颖的气动外彤
为实现高速度、高升限、远巡航距离、强突防能力等目标，高超音速飞行器需要采用高升阻比和强机动性的气动外形。可供选择的方案有升力体、翼身融合体、轴对称旋成体、乘波体等，美军X-51和“猎鹰”验证飞行器采用了乘波体。
乘波体(Waverider)是指外形为流线形、所有前缘都具有附体激波的高速飞行器。通俗地讲，乘波体飞行时其前缘平面与激波的上表面重合，就像骑在激波的波面上，依靠激波的压力产生升力。如果把大气层边缘看作水面，乘波体飞行时就像是在水面上打水漂。
外形为乘波体的高超音速飞行器，具备三个显著的气动特性：低阻、高升力和大的升阻比。与常规外形的飞机、导弹相比，乘波体飞行时下表面受到的压力远高于上表面，从而形成非常大的升力。
也就是说，乘波体飞行器不用机翼产生升力，而是靠压缩升力和激波升力飞行，像水面由快艇拖带的滑水板一样产生压缩升力。超音速飞行形成的激波不仅是阻力的源泉，也是飞行器“踩”在激波锋面的背后“冲浪”的载体。
独特的飞行方式
美军的高超音速飞行器设计方案，使用火箭组合循环发动机推进。从普通跑道起飞，发动机加速到10马赫飞行，当爬升到40公里高度时关闭发动机，飞机依靠惯性滑行到60公里的高度开始机动飞行。在这个高度区间，地球大气层的压力、密度随高度增加而迅速衰减：在距地球表面15公里高度，大气压力与密度分别约为地面的12.3％和16.2％；在30公里高度，分别约为地面的1.2％和1.6％；在60公里高度，分别仅为地面的0.031％和O 028，已接近真空状态。
因此，30～60公里的高空“走廊”是高超音速飞行器长时间远距离飞行的理想空间，在这个“走廊”短暂启动发动机，推动飞行器再次爬升、回落、再爬升，如此周而复始，每两分多钟进行一次“跳跃”，每一跳约450公里，这样在两小时内可以到达全球任何地点。
这种在稠密大气层上方如“打水漂”般跳跃飞行的方式，不仅节省燃料，而且大大减轻高超音速飞行的气动加热。飞行器可利用其高升阻比气动外形进行大范围滑翔机动，规避拦截火力，并在适合位置释放出携带的弹药，对目标进行精确打击。
改变未来作战模式
高速灵活精确集于一身
与弹道导弹相比，高超音速飞行器武器系统的最大优势是飞行弹道、落点难以预测，拦截武器系统的传感器即使探测到发射也难以连续跟踪，导致难以获得精确数据。同时，导弹防御系统的拦截能力恰恰对这种飞行器大部分飞行时间和轨道显得无能为力，因而高超音速武器系统对于弹道导弹防御系统有非常高的突防概率。其飞行末段高达10～20马赫的高超音速攻击，让距离远隔洲际的坚固建筑和深埋地下百米的目标也变得弱不禁风。
美空军航天司令部发布的评估报告认为，如果使用“猎鹰”这样的武器系统，在接到作战命令后，两小时内只需从美国本土发射4架携带小直径炸弹或自主搜寻攻击弹药的高超音速飞行器，即可达到1986年动用海空军百余架战机突袭利比亚“黄金峡谷”作战行动的效果。
威慑力不逊核武器
冷战结束后，美国将“三位一体”的战略打击体系调整为“新三位一体”，把核与非核战略武器、主动与被动的防御系统和灵活反应的国防基础设施作为新的战略支柱。
英国空战专家汤姆·库柏曾说过，核弹头是人类追求武器威力的极限，而高超音速飞行器则是人类追求武器速度的极限。军事专家相信，高超音速武器一旦成熟，它带给军事世界的冲击绝不会亚于当年的核武器。
甚至可以说，如果美国凭借高超音速武器一家独大，世界将会变得更加危险，因为有核的情况下世界或许还可处在“危险的均衡”中。但无核时代，“常规武器”由于技术的活跃而变得更加容易失控，这可能比核武器更危险。
“高超一族”浮出水面
自从高超音速技术在上世纪90年代取得重大技术突破，军用高超音速飞行器正在得到全方位发展，主要研制目标是高超音速巡航导弹、高超音速飞机、空天飞机和高超音速弹药。
高超音速巡航导弹可在短时间内打击弹道导弹阵地等难以快速移动的目标，25～40千米之间的飞行高度也使现有防空系统难以拦截。
高超音速飞机则可在短时间内到达全球任何地点执行攻击、侦察和运输等任务。它具备的快速反应能力和打击能力有强大的威慑力，并对未来战略平衡和战争形态产生巨大影响。
空天飞机是能在大气层内和太空中均可飞行的航空／航天器，由于需要进入太空轨道，其飞行速度必然要高于20倍音速，也属于高超音速飞行器。
实际部署尚待开发
技术大跨越三大难点
支撑高超声速武器巨大作战效能的是不可思议的速度，飞行要跨越亚音速、跨音速、超音速阶段，才能进入高超音速。当飞行器从稠密大气层冲向稀薄大气层时，空气密度的巨大变化给飞行器的研制带来巨大困难。超音速技术必须突破多个难题才能释放威力。
首先是动力难题。高超音速技术主要选用超燃；中压发动机作为推进系统，高超音速空气在燃烧室中的滞留时间通常只有1.5毫秒左右，每次工作窗口极其狭窄，要在这样短的时间内将其压缩、增压，并与燃料在超音速流动状态下均匀、稳定地混合和燃烧十分困难。目前，即便对美军而言超燃冲压发动机也离实用化有一定距离。
其次是气动加热难题。以速度可达20马赫的“猎鹰”为例，其飞行时与大气层的摩擦就会使外壳要承受近2000℃的高温，超过钢的熔点，其他部位的温度也将在600℃以上，必须综合利用多学科的计算、试验等手段解决真实飞行环境下的气动加热问题。
结构材料也是个难题。高超音速飞行器要在尽可能地减轻结构重量情况下克服气动加热问题。耐高温、抗腐蚀、高强度、低密度的结构材料对于研制高超音速飞行器是必须突破的关口，甚至会使用航天器的结构与材料。
“猎鹰”两度折趣重生希望犹存
2011年4月和8月，美国空军
