|
|
9月28日,朝鲜公布了高超音速导弹发射的图片。老实说,看到消息的时候是将信将疑的。但10月11日,朝鲜举办国防展,金正恩参观展品,其中的高超音速导弹不是最显眼的,但确实是最重要的。看到这图,恍然大悟了,不用怀疑,朝鲜的高超弹是真的。: @$ I3 e" ~6 ~4 n0 B
; K/ x* ]3 s- G( G
. k9 D/ _: S8 A7 O
- j/ |' F* d, d4 i
必须说,朝鲜的高超音速导弹和中国的东风17在外观上很想象,远看还真不好分辨。这不等于说朝鲜的高超音速技术来自中国。中国首先在军控方面始终是负责任的国家;其次高超音速技术的敏感度高,中国未必愿意转让。在琳琅满目的珠海航展上,中国展出了高度隐身的无人机,展出了射程达到甚至超过战术地地导弹下界的制导火箭炮弹,但是没有展出高超音速导弹,具有再入-拉起能力的火箭炮弹不算,那更多的是增程技术,与有意义的高超音速技术还有距离。9 _* D% k2 L9 f7 o. h) N
4 g* [" q: N$ @; A; C! z& R
. r4 N% ]/ J& o* W10月11日,金正恩参观朝鲜国防展,高超音速导弹值得注意
6 X) s& b4 t- C) T2 z" W- q+ f7 e" n- g, b+ N3 P8 S- q
2 \* H6 G) l' `1 e在外观上与中国的东风17很相像
0 |' Y8 J8 z( C3 x7 G# ?
0 N+ \6 U; u P7 [4 _2 ^必须说,粗看起来,两者的外观很像。但细节决定水平,两者还是有细微但是重要的差别的。
, `; k! z: v+ e
8 F4 ^- B- A0 ~* I运载车辆的差别并不与导弹本身相关,这是朝鲜在重型运载车辆技术方面的差距。朝鲜是有更大的运载车的。高超弹用的是5轴车,“超大型武器”用的是8轴车,就够长了,但那成本太高,没必要。
: q. V% `5 f/ A. @ n( n* N- G7 q, a2 g4 e, _5 L8 W# Q/ m
) A g4 C! v' G" R% W朝鲜高超弹的下弹翼很小
2 ^" z( I& ~2 l3 ~& O, z' m
7 Y W( Y& K% W3 J; Z
, E! a5 n J$ Q; G6 ~4 [, e+ j
东风17的下弹翼和上弹翼一样大5 I& e' K4 w2 w; r1 H; H
, F* R6 l1 B0 o8 B& Z9 k
东风17的侧弹翼的安装位置是在弹体两侧“削平”的部位,也就是说,侧弹翼可有显著的转动范围。这意味着东风17具有强大的俯仰控制力矩。朝鲜高超弹也有这样的结构,所以侧弹翼也可以偏转,控制俯仰。
1 d" ^* k( J3 x. p: V& V9 `/ Q) i! }
) |8 F. p& f. N& y0 h# E, `4 F; T最大的差别在于底面,朝鲜的高超弹的底面是平直的. G7 d% J+ ?4 F& V; k# u6 I! ~; X
1 e% e, }8 ^& W
% S+ q1 Y" x! `' n东风17的底面就是饱满的弧线
7 \: Q& ~+ y. v: r0 i+ ?" F# d
0 g# ]7 J2 l" g8 R6 H: t* ?但朝鲜高超弹的底面是简单的两个平面搭接,下弹翼很小。东风17的底面是饱满的弧面,下弹翼和上弹翼一样大。
7 ]& M. E/ u; S1 b1 Z% i+ O& Z- y0 d; C+ i
有说法东风17采用的是不彻底的乘波体,这是对的。彻底的乘波体是没有弹翼结构的,只有很有特征的箭簇体。东风17的弹翼可能有玄机。一种猜想是:东风17在滑翔的主要飞行段里是以乘波体构型飞行的,侧棱和弹体形成的激波把尾部的弹翼“笼罩”住了,弹翼在乘波体飞行时不起多少作用。在速度降低到乘波体速度下限时,转入依靠弹翼升力的普通超音速滑翔。这不仅增加射程,也容许卫星导航、弹载雷达发挥作用。在高超音速滑翔阶段,卫星导航和弹载雷达受到黑障影响,无法正常工作。
* K- Q" i/ u% H6 H F. I1 }% i6 o2 Y& M. k& G/ j
在乘波体向弹翼升力过渡时,气动控制面控制跃升-拉平机动。这时速度尚高,但在乘波体滑翔中,高度已经掉了不少。在跃升中用速度换高度,然后拉平转入超音速滑翔,增加射程。在最后到达目标上空时,转入俯冲,高速冲向目标。0 E1 f ]4 ^- [: o, [' s* H' s$ M3 Y
8 G1 x! t% `$ O朝鲜高超弹可能也是一样的机制,问题在乘波体这段,东风17采用更加先进的乘波体设计,而朝鲜高超弹还是用简单粗暴的平面激波设计。
$ F/ v- q) O9 e0 r* n# f L, n$ c% R
6 F: x5 `1 k: w8 ?& v
' ?( d" _% t* e4 y0 O' ?
压缩升力的原理和滑水很相像$ T- X; Q5 w1 i! p; t' x
1 F3 g. w+ c0 [6 H# f [% r在速度很高的时候,弹翼升力的阻力太大,可以用弹体本身直接产生升力,这时弹体本身就是升力体。简单的升力体与滑水很相像。换句话说,利用前进中对水的压力直接产生升力,在航空上也叫压缩升力。比升力体更进一步就是乘波体。升力体用弹体直接产生升力,但乘波体用弹体产生激波,然后通过激波产生升力,而弹体“坐在”激波上飞行,好像坐在魔毯上一样,故名乘波体。
0 \4 M. q+ r6 F; j d3 e$ |# _1 }; g( B, O9 y7 J6 Z/ ?7 O7 J" F# d
% _8 d0 g8 d0 r/ ]
简单的楔形体用紧贴下斜面的平面激波产生升力,本身骑乘在上2 v5 V# x2 r5 c8 o' }+ V! Q: f
- j4 @9 W- C/ g* s
2 ^6 Q- P$ Y i- o- P2 Z
二十年前的X-43就是基于这样的原理的设计
6 D7 R; Q# ]" a0 Z- m3 C# c+ p' L4 K. \6 U* c
, t+ A2 h! ?, b/ s7 Y朝鲜高超弹也是这样的基本设计,所以不能有太大的下弹翼,会破坏平面激波
% m% U/ Y9 [$ p) j9 O$ f$ W* I y; b' ?; n% ^7 S3 c1 K' |
最简单粗暴的乘波体用平坦的下弹体产生平面激波,乘波体本身骑乘在上,这就是朝鲜高超弹的基本设计。但平面激波是假定无限宽度乘波体,实际乘波体不仅不会无限宽度,宽度还常常很有限。有限宽度的乘波体不可能产生平面激波,而是锥形激波,截面形状由乘波体和速度决定。为了简化分析和设计,常用简单的圆锥形激波来近似分析,而忽略具体锥形形状的影响。现有工具反正也分析不了太具体的复杂锥形,只能做简化的近似分析。3 @8 U$ \: w @2 d ]( B- H
4 D$ r! w; y7 @
, _/ n. K8 V5 N
可以看到,X-43的激波也不是平面的,很接近圆锥
+ f2 ?" h2 `3 {* S% s+ j5 ^; K: D! v4 M1 @
锥形速度越低,乘波体的截面形状影响越大,下激波越接近平面;速度越高,乘波体的截面形状越小,锥形越接近圆锥。乘波体本身都坐在锥形的底部。
" N* e' L7 H1 ^. k; O1 `" s. f0 E" o$ f! _1 }
. Z5 l# s! H0 }7 E' D
低马赫时,可用大锥形激波近似分析;高马赫时,可用小锥形激波近似分析
$ R. A9 U) O5 s# i) ^8 p2 K1 Z# G* b- ~& `/ j
可以看到,速度越低,下激波越接近平面激波,乘波体的底面与下激波的锋面越近;速度越高,下激波越接近锥形激波,乘波体的底面与下激波反而有一点距离。以此推断,朝鲜高超弹的速度相对不高。正巧,X-43的设计速度为M10,一共试飞过三次,第一次失败,第二次达到在29000米达到M6.83,第三次在33000米达到M9.64。朝鲜高超弹的起滑速度估计不会超过M10-15。相比之下,东风17据说达到M20。
; J% t- B/ k0 W# K% e4 _
" ?2 S: Q' r/ O# P" Y朝鲜高超弹的橙色弹体上有大片黑色,那是帮助散热的防热涂料。高超音速飞行时,气动加热严重,表面对流已经不足以带走足够的热量,需要加强辐射散热。广东老太在夏天爱穿黑绸衫乘凉,一方面是因为绸料透风,另一方面是因为黑色是辐射散热的最好手段。夏天人们爱穿白色,那是因为白色在户外反射太阳的热辐射最好,但在背阴的地方,反而是黑色最有助于散热。SR-71“黑鸟”采用全黑涂装,部份原因就是有助于蒙皮散热。
G& O8 {; B1 w2 R( x2 C. f& K0 V7 R6 M% h3 d& `
8 d* ~7 M* [% \& e
X-43(前面的小黑东西)是通体漆黑的,后面白色的是助推器5 C* |; z8 [9 O' j F0 v: Y
& B3 d% O. d& C8 K9 ]
7 f* x4 y' k1 C
X-51技术进步了,就不再通体漆黑了
, J5 u9 X: K1 U+ `6 Q7 ~& {4 p4 a8 v
东风17不用黑色涂料,因为更好地利用了激波。乘波体的奥妙在于,激波是致密的空气层,不仅提供升力,本身也是良好的导热体。东风17的下激波锋面远离弹体,弹体处在相对凉快的激波尾流里,热管理问题不大。朝鲜高超弹只利用激波的升力,但热管理的作用利用得不好,必须用黑色涂料加强散热。小小的下弹翼也影响末段气动控制能力,可能命中精度方面也差一点。) R" C& j/ W$ P3 _# ]8 u; W
' z# S: p) w& S9 }* l* k
高超音速飞行体的热管理是中国的独门绝技。美国高超音速导弹试验好几次就栽在热管理不善上,飞到中途就自己烧毁了。朝鲜解决不力是很情有可原的。7 w: K) K! D1 w# U7 t2 _
. g: B6 F* X; E* Z e( G2 [
说起来,朝鲜很不容易。印度和台湾的资源和技术条件都好得多,要是有朝鲜那样的倔劲,也不至于如今航天和导弹技术这么拉跨。 |
评分
-
查看全部评分
|