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标题: 红外制导的高超：中国又领先了 [打印本页]
作者: 晨枫    时间: 2022-1-1 02:50
标题: 红外制导的高超：中国又领先了
本帖最后由 晨枫 于 2021-12-31 13:03 编辑 % v' F7 ~# X4 T+ S$ u
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高超音速的热防护是大问题，这也决定了以热特征为基础红外制导在高超音速导弹上非常难实现。但红外制导又是非常诱人的，因为红外制导不怕隐身飞机，在雷达隐身，也难消除发动机炽热的尾焰和机身蒙皮的气动加热。舰船也一样，舰体与海水的温度有明显差别，发动机的排烟温度更是难以掩盖。
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在理论上，红外制导的窗口能达到降温，就能解决红外制导的问题。但耐热金属弹体的热管理都不好解决，非金属而且娇贵的透明材料更不好解决了。多年来，各国试过很多办法，比如在镜头上喷洒降温液体达到蒸发降温，或者在透明材料里埋设液冷管路，但都因为各种原因而效果不好。在镜头表面喷注冷气，利用迎面的动压形成气膜，将镜头与气动加热相隔离，是另一个办法，热量还随气体流动而自然带走，但流场太复杂，气体受热导致的热畸变影响成像，图像模糊、闪烁，根本不能用。在日常生活里，能“看见”滚烫铁板上的“热浪滚滚”，就是热畸变导致的，而不是热表面真的冒烟了。
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2 z! N, M% \) j但这个问题被中国解决了。《南华早报》报导，据2021年6月的《现代防御技术》杂志介绍，易师禾（音译）教授（估计是国防科大的）的成果获得军内科技进步奖。12月15日，《空天防御杂志》刊发了易师禾的论文，介绍了成功。
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成果是多方面的。首先，团队研发了可以3倍音速喷射的微型冷气喷嘴，形成超冷气流，这本身就是不简单的成就。这是用收敛-扩散喷管实现的，收敛段将亚音速气流加速，在喉道达到跨音速，在扩散段内进一步加速到超音速，但气流的总能量是恒定的，加速导致的动能增加换来的是温度降低的热能降低，对冷却来说倒是正好。
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第二是用40个仔细设计的喷嘴控制流场，保持气流的速度和温度分布均匀，减少畸变。这样的主动控制比被动规划流场要精确得多，也可靠的多，但要难得多，弄不好就是弄巧成拙。
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第三则是系统的设计方法和经过风洞校验的数学模型。这确保了可以把同样的设计举一反三，但建立数学模型难，要有可靠的风洞数据用于校验更难，因为全世界就没有多少高超音速的风洞。
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9 b% b, B; D1 W+ ], \& N6 `可巧，中国有，而且有好几个，包括长沙的KD-01高超风洞，这是专业用于高超音速条件下红外制导研究的。团队的成果就是在KD-01上实现的。% S3 F0 G9 i& W, O( l% \, d
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美国不是在这方面一点建树也没有，萨德的速度达到高超音速，也是用红外制导的。问题萨德的工作区间是在超高空，空气稀薄，环境温度低，气动加热小，红外制导的问题比较容易解决。这也是萨德只能用于大气层外反导的原因，在高层大气开始捕获和跟踪，进入大气层外正好可靠工作。) y$ E+ e' G3 a4 i/ i0 l

; N! \7 T* i) p但要是高超音速导弹用于打飞机，就必须考虑在稠密大气里工作的问题，必须解决镜头冷却的问题。这也是高超音速导弹防御的关键，在稠密大气里就要开始可靠的捕获和跟踪，这才谈得上到高层大气里的追踪和最后会合。
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& w. I/ L3 u# W0 d换句话说，中国不仅在高超音速导弹方面领先，在高超音速的导弹制导和导弹防御方面也领先了。) E0 [4 N+ N( w. ?: M3 ~- S) H
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高超音速导弹当然要首先解决能飞得快的问题，但从来就不只是一个飞得多快的问题。只会傻跑，一点准头也没有，不要也罢。但美国还在解决傻跑的问题。8 K' z9 y1 U7 S3 B) H% e( y' m5 o
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美国空军的AGM-183已经连续三次试验失败了，美国陆军的LRHW说是要在2023年开始服役，但也只是试验过而已，带推力转向的助推器在2021年10月7日刚试验过，完整实弹试验要2022年“某个时候”才开始。3 K6 y" y% Z2 y* X* l( h

. y% f) v& d2 N3 |& t7 F在最理想情况下，这些都只是打击固定目标的导弹，没有追踪机动目标的能力。美国离高超音速反导的距离更远。其他国家就更远了。别听俄罗斯瞎吹。0 x8 N5 i  ?" }
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2022-1-1 05:40
兔子这是可以按住美国任意揍的节奏了吗？怪不得美国有人开始嘟囔要控制核武啥的了。。大概一个原因是没钱维持了，一个是吓唬不了兔子没用了。6 K; l# C# d. E, m) v
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杨老虎说美国没资格在兔子面前扯啥子以实力说话，难道那时候兔子就已经评估了中美实力的改变了？
作者: 可梦之    时间: 2022-1-1 06:49
这个太牛逼了，想想都很难。
作者: jellobean    时间: 2022-1-1 08:10
司机发个红包吧
作者: 老财迷    时间: 2022-1-1 10:10
jellobean 发表于 2022-1-1 08:102 U+ D1 ]- D6 w' r9 B3 h
司机发个红包吧
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你这是虎口拔牙了
5 Q0 @, O' E& {4 h6 D9 ^0 u再说中国军事科技的好消息不断，司机要是每个都发，他肯定发不起。要不发几次试试
作者: 风云际会    时间: 2022-1-1 19:13
加速导致的动能增加换来的是温度降低的热能降低
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温度是热平衡状态下定义的，这么短时间内的气体速度改变，以及最后数倍音速的喷出，这感觉是一个完全的非平衡态过程，这时候还有“温度”的概念？
作者: 晨枫    时间: 2022-1-1 22:25
风云际会 发表于 2022-1-1 05:13
6 X' J2 C( U2 ?! j' `3 t温度是热平衡状态下定义的，这么短时间内的气体速度改变，以及最后数倍音速的喷出，这感觉是一个完全的非 ...
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核弹爆炸时，爆心也肯定是非平衡态的，那1亿度是哪来的？
作者: jellobean    时间: 2022-1-1 23:58
老财迷 发表于 2022-1-1 10:10. Q1 x9 F  v. f4 p, c
你这是虎口拔牙了
% u# s; Y9 b2 g3 }7 V3 M& |0 G再说中国军事科技的好消息不断，司机要是每个都发，他肯定发不起。要不发几次试 ...

7 V) l4 D5 y$ O- B敲一杆子是一杆子
作者: 法乎其上    时间: 2022-1-2 00:09
鳕鱼邪恶 发表于 2021-12-31 22:400 o/ o# _7 z( Y" X
兔子这是可以按住美国任意揍的节奏了吗？怪不得美国有人开始嘟囔要控制核武啥的了。。大概一个原因是没钱维 ...
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后半句是一定的。
作者: 法乎其上    时间: 2022-1-2 00:12
我是坚信制导问题解决了的，但技术细节唔知。
$ t' l0 ?  J0 _3 o1 c最后那句我也是坚信的，毛子最近吹大牛吹的厉害。
作者: 老财迷    时间: 2022-1-2 07:40
jellobean 发表于 2022-1-1 23:58
' r9 Z' o5 h& m* ?! n敲一杆子是一杆子

5 J3 y& E3 e2 Q( W敲成功时告诉我一句啊
作者: 料理鼠王    时间: 2022-1-3 09:16
jellobean 发表于 2022-1-1 23:58
& U# V3 E1 P7 F敲一杆子是一杆子
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正所谓，有枣没枣。
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作者: 风云际会    时间: 2022-1-5 21:38
晨枫 发表于 2022-1-1 22:25$ _' L9 f* I' ^' Y! r( l: Y# V
核弹爆炸时，爆心也肯定是非平衡态的，那1亿度是哪来的？
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那是能量的等价定义。1eV = 11000K的能量 （11000K乘以玻尔兹曼常数）, 如果是氢弹的话，聚变时需要穿透的量子势垒应该是在0.1MeV到1MeV之间（凭记忆了，不一定准确，但应该在这量级左右），最后的质量损失应该在10KeV至几十KeV，损失的质量全部分转化为能量释放，这样等效的就是1亿度了。意思是说，在那核心区域如果有一个处于1亿度的平衡态，那么其所释放出的能量就是氢弹所能释放的。
作者: 数值分析    时间: 2022-1-5 22:25
本帖最后由 数值分析 于 2022-1-5 22:29 编辑 7 n& z) r6 i6 O0 P# {7 n9 X
风云际会 发表于 2022-1-1 19:139 `5 N$ j/ N5 t( {3 j& u
温度是热平衡状态下定义的，这么短时间内的气体速度改变，以及最后数倍音速的喷出，这感觉是一个完全的非 ...

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我记得温度的概念本身的定义是不依赖于热平衡态的,但是用能量均分定理（Equipartition Theorem）计算平均动能和温度的数值的关系的时候需要假设热平衡状态.
作者: 风云际会    时间: 2022-1-5 22:34
数值分析 发表于 2022-1-5 22:25
* t4 E: Z; s. K1 p3 C% g我记得温度的概念本身的定义是不依赖于热平衡态的,但是用能量均分定理（Equipartition Theorem）计算平均 ...
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温度有几种常见的定义，互相等价。比如，温度可以由“熵”来定义【参考朗道热统卷一】，无论哪种定义，热平衡是必需的【您说的定义也是需要热平衡条件的】。非平衡态，只有在准稳态的情形可以局部近似定义温度，一般情形下是无法定义温度的。



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