|
|
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。 o# y. r9 R* Q) I
7 [1 g' r4 n& I# ^
2 t) f P* T! y7 U* V, H
4 m$ @/ ~6 f: f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。5 b4 i* ]! r o1 Z: O" h
# J# a8 l! M4 t& s# c2 d* }
3 {* j, K* n& n3 d$ R' W: m( ?
10月11日,金正恩参观朝鲜国防展,高超音速导弹值得注意
1 e+ ]5 a+ V- t$ z5 k1 A! z; X2 v& p* L
) b- ]1 f0 N& _$ r _, b( L2 b4 \
在外观上与中国的东风17很相像2 _0 i x# F6 j n% U
% S9 Q: y1 b+ O. a1 B- x3 _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。/ A2 k2 d* @8 r6 G/ H8 N
0 P g( ^0 h" P5 V" K7 O& v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。
' V9 f u4 M v! p6 L3 r5 e* c% P6 P: z
% S' K% W( j( e- p$ j! O2 J
( S. C& A6 |- T* H, I5 g* M
朝鲜高超弹的下弹翼很小 K' R5 L8 Z7 ?7 F# Y) A
9 k. ]/ M; Z& d& B8 A: h
& x) l# t" g+ W' o/ R# j. H' ]东风17的下弹翼和上弹翼一样大7 ~* |! d' A+ [! w) }
( n- O% y8 o; u5 i$ [( D. r% T
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。
/ v( @/ X7 i: d; L9 M; X9 V t
: w- X7 }! }- s8 B" W5 i
: ?, C& h6 ^ g8 `. @# d
最大的差别在于底面,朝鲜的高超弹的底面是平直的9 o8 a8 @2 `% T* p/ Y
8 p" t1 ~+ \9 w) m
4 U9 F+ m+ P" E7 D2 J+ g
东风17的底面就是饱满的弧线
2 k1 v$ |2 k: }) \2 E" m1 U; r
7 T% T- R# e. ^; j, ]/ w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。
2 l+ u/ A; E8 b, @, O
1 T% A/ p+ P& z) _7 f: H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。
5 H$ j r, d& _4 h; v. k
/ \* v8 \5 f, i# O' c7 q2 b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。# |# e+ p8 ~4 U) m& }5 q
) [! c& h8 u3 L4 E, U4 S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。
! P6 v/ ]8 w1 R* O" o( E3 Q; l( B5 t3 G1 Q1 a) Z: K; D
A) Y5 Q6 T! N; I# Y7 s* N
压缩升力的原理和滑水很相像
1 q3 F* w0 |: I6 g& F! w
0 I( Y) ?1 r4 C3 A1 G, w$ m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。
2 Y6 A; {5 B0 M! p' B4 F1 ?' U1 Y$ c# P
- z1 ~4 K& k, i1 i) H" b
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: Q! n4 y2 W: ^1 `- N8 B- }
- c1 C6 S% y8 Y: B4 @; \
: Y' y) g0 Q5 g |* `' |4 h* |* W
二十年前的X-43就是基于这样的原理的设计
5 I ]+ w" J& g& w, N! e7 G( C' H/ K$ t' K
0 J7 Y4 U4 A, M8 u- d$ S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
* p! I- [6 O0 d; M: z
/ t9 P8 S9 S) d0 M9 b9 F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。
, Q, I# J6 b. C1 E; i ~+ t/ f/ Q( c& F+ d2 g
, K8 v( {. R5 u; M8 R4 l
可以看到,X-43的激波也不是平面的,很接近圆锥
) h3 N/ K7 ]! j4 A) h) J. {9 X1 w# N, K8 Q/ P
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。
& D/ P3 V" e+ Y2 y' T- N( [
# W" A. F3 H: @& u
, e4 o, Q# u* F+ |" c
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) }- \3 d& f, y* X9 }( j
2 K1 t$ R+ `2 a) m- C! s9 U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。 r7 y+ A2 k( C$ [% M$ C1 y
: N0 O; _4 R$ m$ N) b0 l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。( x9 R; E+ L! g0 E1 ]1 E7 d) h
7 b) i8 ?# {; j q
8 s1 L8 D: @( K C0 I Z* yX-43(前面的小黑东西)是通体漆黑的,后面白色的是助推器6 u0 O! |; i' W
u% r0 ~9 z w8 [
/ y, [, [; W% ]) j/ d$ O: a
X-51技术进步了,就不再通体漆黑了
% G/ S8 T6 w" N- M E* a2 x4 A8 @$ }9 a# T3 ]% A- \
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。
! W9 C4 I2 ^# A( F% f* [! Q2 h1 Q% J+ u }& n% j$ W
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。
/ _2 ^# a, r1 g* o4 l" [, s3 G' e8 }3 m" U9 h
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
|