设为首页收藏本站

爱吱声

 找回密码
 注册
搜索
查看: 1333|回复: 13
打印 上一主题 下一主题

[武器展望] 中国高超音速飞机大爆发

[复制链接]

该用户从未签到

跳转到指定楼层
楼主
 楼主| 发表于 2024-12-19 11:49:17 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2024-12-18 21:59 编辑
" {% k  r3 r. `8 U" }3 ^% E* `7 }1 Z5 T9 v  g
中国高超音速飞行和动力世界领先,但到底怎么个领先法,外界不甚了了。公开信息里,东风-17是一个例子,这是助推-滑翔技术的范例,采用先进的乘波体技术。但助推-滑翔已经是“陈旧技术”了,连美国都搞明白了,日前号称发射成功LRHW有望成为美国第一种实战级高超音速导弹,尽管这用的还是古旧的双锥体,还不是乘波体。' R. P) J6 T' ^) l: A7 i

$ p4 h: F# Y+ n9 U2 G% M近日中国接连公布先进的高超音速飞机和动力:3 [$ L! t7 i1 ]4 C4 J
  ]" M7 G2 \) p1 \$ X1 k* G
- 中科院力学所钱学森青年突击队的“鸣镝”系列“临近空间宽域飞行器”,最高速度可达M7
6 f( a0 q* z3 R8 X) x# s- 凌空天行的“筋斗云”M4高速冲压发动机
! k& o* j2 z: [1 I  q9 z% ]- 清华的冲压转子爆震发动机
# w0 `! [% {- `& C. e
+ X) p6 G, @  G& @, O“鸣镝”已经到MD22了,湖南卫视里还揭示了较早的MD19和MD2x(后一位数字被遮挡了)。MD-22长10.8米,翼展4.5米,最大起飞重量4吨,是可重复使用的高超音速技术试验平台,用于天地往返空天飞机的技术验证。MD-22可以兼容不同动力,适用马赫数0-7,可以使用自主起飞或火箭助推发射模式,最大航程8000公里,还具备中高速条件下实施6G稳盘过载强机动飞行的能力。
! k, ~3 I1 F% f1 ]+ J2 R. |! Y' u. ^
寥寥数语,信息量很大。( `+ m. H$ b4 b5 P8 z: {) @) j) i
& @0 J' a4 Q8 S4 m9 e2 Z8 |
1、可重复使用,这就不是导弹或者一次性使用的了。必须说,这是世界最先进水平,美国到目前为止,才勉强搞成了一次性使用的导弹。+ G- B' O4 x! M* T3 G4 M
2、高超音速实验平台意味着这只是平台,搭载什么载荷就“看心情”了。会搭载什么载荷呢?很多人马上想到导弹、炸弹,实际上最先搭载的可能还是雷达和光电侦察设备。这东西比无侦-8好使多了,全程动力飞行,航程远,机动性好。0 ~9 E: X6 T- e
3、可兼容不同动力。这也是奥妙的地方:报道始终没有说清楚用的是什么动力。早些年热门的超燃冲压现在不大提了,但多种爆震发动机已经在试验中。此处可以发挥想象力。. h0 i# ^# p4 k/ J: \
4、适用于M0-7,也就是说,可以自主起飞,这是高超音速飞行器里头一份。这是人更加好奇,到底是什么动力。只有爆震发动机有可能做到自主起飞到高超音速通吃。8 ]  N! `3 ~7 M! {
5、可以自主起飞,也就是说,跑道起飞,这个稀奇,高超飞行器里头一份;或者用火箭助推发射,这个就不稀奇了。) r- L1 n0 @: ?- k5 d: q' K" s' x/ J
6、航程8000公里。这很可观了,但还是现在的水平。最终能达到多少?开动想象力吧。
8 U2 b8 P8 L/ a; H7、6g稳盘机动。这个就是大牛了。相信没有任何其他高超飞行器做得到。这也对潜在对手的导弹拦截提出很大的挑战,在那样的速度下,高g机动是不可思议地难,要保证不解体就不容易。
6 g; c7 ~4 l6 ?! g/ u( ?+ e. ^
' `4 @0 U- ~( u( `% O8 [“鸣镝”系列明显已经飞起来了。可以从大型飞机上投放后自主飞行,当然也可以用火箭打上去。从气动外形来看,是带有边条的大三角翼。特别高速的飞机使用延伸到机头的边条,是从SR-71时代就开始的做法。随着速度的提高,气流在上翼面加速的时间延长,气流速度最高发生在较后的位置,升力中心向后移动,形成“压头”力矩。边条形成自然的补偿力矩,速度越高,边条升力越大,自然平衡。
0 w8 [7 S! y$ Z, L. @2 B, P
4 P- K+ U. ]4 R- M+ I7 ~: V! ]( |看不出来的是进气看设计,视频有意掩盖了这一关键技术细节。当然,用火箭动力的话,就不需要进气口,但那也就无所谓“兼容不同动力”了。
5 J5 U, E* m+ O, R1 N: E* M8 r+ b* Q7 V: H+ [
现在这还是较小的技术验证机。作为比照,无侦-8机长11.5米,高2.2米,机宽6.7米,超音速飞行状态下速度可以达到6马赫,最大飞行高度达50000米。显然,MD-22的尺度接近无侦-8了,技术成熟后,首先替换的可能就是无侦-8。从火箭助推、滑翔的无侦-8,到MD-22为基础的无侦-xx,中国的战略侦察能力将更上一层楼。2 J% f* ]1 [) P0 ^; e

$ O" @* A( W2 ]. l2 G卫星侦察不能替代航空侦察。如果低轨道卫星能看清汽车牌照,高度只有1/4的高超音速侦察机能看清什么,就只有开动想象力了。肯定不只是能看清航母,说不定能做到VVIP的人脸识别?然后呢?, q5 c! `0 o& x; [) a9 z
/ J5 X8 g0 y/ ^2 m' q0 D! k% }* x' C2 G
当然,“鸣镝”的目标是空天宽域,也就是说,有可能一级入轨,然后水平着陆。这是要完成航天飞机未竟的事业啊。当然,那是遥远的目标,无侦-xx要近的多,也现实得多。5 b) R, c: h9 w. V; ?7 H( z: A
8 L) x( I) L$ U+ T+ |
有意思的是,“鸣镝”系列对发动机秘而不宣,另外两个团队都是关于发动机的。0 U# c3 W# v% R- y" o4 l. P

) L/ S" f9 w% d4 W/ G凌空天行的“筋斗云”M4高速冲压发动机推力超过400公斤,在20公里以上高空实现了4倍音速飞行(约5000公里/时),采用爆震燃烧技术,引入模块化设计,结构紧凑、功能独立、维护便捷,在临近空间高速飞行领域拥有巨大的商业应用潜力。当然,也有巨大的军用潜力。
+ S7 b, ]3 W) a" D/ w" R; q  I
; w$ t6 a8 t+ a+ @有意思的是,“筋斗云”并不追求极端性能,而是从低成本出发,在制造选材上特地向大众供应链倾斜。如发动机外壳所用钢材,属于在消费市场随时能够买到的品类。更高级的材料可以达到更高的性能,也肯定可以超过M4,但不符合低成本原则。这样的工程化考虑已经很接近实用级了,比纯探索性的试验更接地气。* i& j' v! y" O' c* E1 O$ H
2 c  \0 S* f: t+ K3 k5 E8 O
爆震与传统发动机完全不同。传统发动机是等压燃烧,首先只能在音速以下进行,其次热效率受到“一头进、一头出”的限制,亚音速燃烧也意味着进气必须减速到音速以下,排气需要通过收敛-扩散喷管才能加速到超音速。这样的减速-加速过程不可避免地要造成热效率和推力损失,也是涡轮类喷气发动机的理论速度极限也就是M3左右,速度再高的话,减速-加速造成的阻力抵消任何推力增加,速度再也加不上去了。- J. u7 l' C  u; Z# f" s& O
  [) s! ]- ~( ]* G
爆震是等容燃烧,好比“憋在容器内”的爆炸。燃烧和做功的效率高得多,热工极限也高得多。可以想象,爆炸造成的推进力的速度极限要高得多,所以爆震发动机可以实现零到M4以上的飞行速度。
' \; y& z3 l; ?& Q; e" ?8 j* U
  V; n2 T8 ~- j5 J1 C超燃冲压可以看成用冲压制造进气端的“密封”,用连续爆震产生推力。技术难度非常高,点火和稳定工作条件非常苛刻,没有更多技术细节披露,不知道“筋斗云”的冲压爆震是否超燃冲压,还是“纯血爆震”。不管怎么说,把速度降低到M4不是技术不给力,而是要抢先落地。这是很值得赞许的技术思路。中国人工智能也是一样,不追求绝对的技术前沿,但要抢先落地,形成实实在在的应用,在实用中形成有益反馈,滚动发展,不断前进。5 u2 l9 ?: }8 r- a% D
$ l* ~1 T+ V7 s) }. ]5 `
清华团队也是将冲压和爆震相结合,但这是旋转爆震。0 }8 q/ m) q3 Z. n1 ?
0 W  I' Y# |. x' J8 ?- e
爆震发动机有三个技术路线:1 x1 A) G$ O) k' a* v- ^7 h/ y7 p, J" P
6 o0 j3 n( x9 {% b7 y( k
1、脉冲爆震,效率最高,但只能产生不连续推力。4 N: \* W; B' p* v
2、斜爆震,速度最高,可以达到M10以上,甚至M20,但启动速度非常高,点火条件异常苛刻。
. }1 _5 I" w) C) x6 J# o3、旋转爆震,原理精巧,产生连续推力,但也最复杂。' v/ t$ E: J' D: k% ]! n

/ w/ p( v  y- |5 j) F6 S& S清华团度将冲压和旋转爆震结合起来,但很诡异地还有一个带叶道的转子。- Z0 R' T. q8 E2 Z: j# S

+ F3 M. v' D* c冲压和爆震都没有可动部件,不需要旋转的转子。但旋转的转子可提供螺线一样的通道,这相当于脉冲爆震的燃烧室。冲压部分还是用正激波在进气端提供闭锁,排气端应该只有旋转到开口时才开放,此前都在密闭的燃烧室内等容燃烧。也就是说,像加特林机枪一样,叶道转动到对准排气口的时候才形成推力。8 F4 }* I% N  O) y. p0 L# C3 f

5 B7 [7 g) l+ Z: i6 Q这样避免了常规旋转爆震总压增益较低的问题,也避免了脉冲爆震断续推力的问题。' g3 d* C. M* ?) o

, X& D/ Q9 s! m9 C% {这些技术路线百花齐放,不好说哪条路才是最好的,都走通更好,有技术储备总是好的。
: K0 D4 K5 _( ?
3 D! c1 f4 s1 ~& N: A/ E7 v重要的是,中国在高超音速方面不满足于遥遥领先,而是要比遥遥他爷爷还要领先。不是要美国吃灰,是要美国连灰都看不见。8 _5 M& o% `: d' H9 Q7 z: q& B) j

. s' I' D; |4 o& a用芯片做比照的话,美国高超音速大概好算28nm,中国已经在3nm了,而其他国家连90nm都还望尘莫及。* Q7 y) r7 U& @/ B) O: S- h2 T

* N, C* p" k7 N3 Z4 i0 ?  J最可贵的是,中国这是产学研三条路并举。力学所是相当于NASA的“研”,清华当然是“学”,凌云天行则是“产”。
9 ~% k7 d  Y+ I1 w; S2 v0 v) U+ h# S* ]$ L6 x& U, {. S
“学”的重点在于拓展理论前沿,并培养人才;“研”的重点在于技术验证,打通产业化的路径;“产”的重点在于产品化、实用化,形成战斗力,形成生产力,形成正反馈。
) i, r( Q% m5 k& s% g2 {! t' C
( {* |9 {0 i* d# h三条路并举不仅说明中国高超音速方面人才济济,也说明行业发展有序、可持续。这是新质科技发展的最好状态了。
% O7 n! o  o/ Z9 S  {5 @% K" T* Y  i+ ?! L
中国高超音速飞机的大爆发还刚开始呢。

评分

参与人数 11爱元 +100 学识 +2 收起 理由
常挨揍 + 10
唐家山 + 4 给力
雷达 + 10 这个真牛
landlord + 12 给力
李根 + 8 伙呆了

查看全部评分

  • TA的每日心情
    开心
    2020-4-8 10:45
  • 签到天数: 227 天

    [LV.7]分神

    沙发
    发表于 2024-12-19 12:57:11 | 只看该作者
    小小寰球,有几个苍蝇碰壁。嗡嗡叫,几声凄厉,几声抽泣。蚂蚁缘槐夸大国,蚍蜉撼树谈何易。正西风落叶下长安,飞鸣镝。0 h; ~8 W3 J) ]( o" X9 T& Q
    多少事,从来急;天地转,光阴迫。一万年太久,只争朝夕。四海翻腾云水怒,五洲震荡风雷激。要扫除一切害人虫,全无敌。- R# C" E$ Z- w. M

    . e# g5 F& r. x这名字让我想起了教员的词,是啊,正西风落叶下长安,飞鸣镝!

    点评

    给力: 5.0 油菜: 5.0
    涨姿势: 5.0
    油菜: 5 给力: 5
      发表于 2024-12-21 06:56
    给力: 5
      发表于 2024-12-20 06:39
    给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2024-12-19 23:32
    油菜: 5 给力: 5
      发表于 2024-12-19 22:36
    给力: 5
      发表于 2024-12-19 13:17

    评分

    参与人数 1爱元 +4 收起 理由
    风雨无阻 + 4

    查看全部评分

    回复 支持 1 反对 0

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    开心
    17 小时前
  • 签到天数: 962 天

    [LV.10]大乘

    板凳
    发表于 2024-12-20 20:56:24 | 只看该作者
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    开心
    17 小时前
  • 签到天数: 962 天

    [LV.10]大乘

    地板
    发表于 2024-12-20 20:58:25 | 只看该作者
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    该用户从未签到

    5#
     楼主| 发表于 2024-12-21 01:08:12 | 只看该作者
    5 t- h- _/ j' Z
    多谢好图。这是今年珠海?我怎么错过了?或许是在斗门无人机展区?那里没有过去,时间来不及了,也好远。
    6 Y7 R8 F9 f, e# ~1 U/ P0 [" j1 g# j9 _' G5 m
    这里能看到一点进气口,还看不出太大的名堂,要是能角度再低一点就好了。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    开心
    17 小时前
  • 签到天数: 962 天

    [LV.10]大乘

    6#
    发表于 2024-12-21 01:10:15 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2024-12-20 11:08
    4 Z, N) j4 G4 I1 [! O9 H! e多谢好图。这是今年珠海?我怎么错过了?或许是在斗门无人机展区?那里没有过去,时间来不及了,也好远。 ...

    ' D* }( e& l6 b, W) n转的图,不知道是哪个展。

    点评

    是今年珠海  发表于 2024-12-21 02:27
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    该用户从未签到

    7#
    发表于 2024-12-21 13:05:25 | 只看该作者
    晨大看这个帖子,  多几张照片: https://k.sina.cn/article_637938 ... 0vbeo.html?from=mil! _. q" O% u$ g, T  n% g/ ~8 ~

    - D' a; {. y" `  S
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    该用户从未签到

    8#
     楼主| 发表于 2024-12-21 13:10:15 | 只看该作者
    hugo_song 发表于 2024-12-20 23:05
    ; P2 d3 f/ ~( k9 c+ h晨大看这个帖子,  多几张照片: https://k.sina.cn/article_6379388705_17c3dbf2100100vbeo.html?from=mil  t" |# l" i8 E+ t* K
    ...
    6 P6 R0 o. {, G; N$ q: d7 A
    这张图好!多谢!
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    手机版|小黑屋|Archiver|网站错误报告|爱吱声   

    GMT+8, 2025-4-27 19:42 , Processed in 0.042708 second(s), 22 queries , Gzip On.

    Powered by Discuz! X3.2

    © 2001-2013 Comsenz Inc.

    快速回复 返回顶部 返回列表