爱吱声

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
2 V: m6 H8 x1 }$ `$ U6 J2 `" g! G9 S) {  f0 q. V
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。* M+ R& Q9 q4 L! O  _
9 T' i& S  ~5 k! d8 U2 V$ L' H: H( G) P
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。" q" c% T6 n7 v8 i$ X
+ k5 ^( K; a- x
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。
4 t% |: \. O! S. ~. \/ L) N/ X: H
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。
6 t. k8 ~7 D. u  Z" c2 X7 V3 o& P4 L9 T( b: U. F) N. l; V
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。
5 h0 D- L' @1 j2 D4 ]" f1 x" R& \" N- t7 m
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。% c9 ]. Z' H5 S: ~  m9 j
: l* D9 i% U% b+ x& L9 e
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。) g+ f/ s7 j5 q, {- y5 \& T

/ I1 d/ g; g) W, d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。
$ z! l2 x) N7 H4 _- ^" u1 o
4 P5 _  }' M/ D; d& J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。. B2 k* K6 k" C+ d0 A/ ?+ U+ ?

- O6 Y& w0 g) S& j1 Q- q( _8 `. U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。0 U% Q% E7 H0 D/ s  ?6 G
3 Q( \/ |/ R8 z- s
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。
: I5 t7 w) E3 H# z% c  Q) r0 S
, E: ?# Y9 k! E) |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。
* p( s9 ~  o$ K8 ~6 b1 T/ I, H: z. b  _' j' b4 W
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。5 X* n+ Q* H6 U" a+ k
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。+ R. F$ @, R8 a1 I8 `1 d

& E! |1 p8 d* L5 A4 ~0 x% i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 08:10
* T' }8 b; p2 z# C司机发个红包吧
5 x, a2 f# Z% Z1 u& O2 c# w
你这是虎口拔牙了
% B% F1 Z! U/ U  a. o& A) P( s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

$ M* P3 ~9 h/ C! {4 R7 h% E- j* a8 h, p* F* K
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
0 Y, u$ F& S. c2 Y  A" f3 a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 ...
1 D" K& b' q9 ~
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. E7 s$ {( V5 u8 x, i8 l% |/ v2 j
你这是虎口拔牙了; z3 i. t- C* i
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 ...

, ]$ `; s1 y5 ]3 ?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 22:40
! |' Z. f0 \7 F) U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 ...

9 I0 g# C  i( T0 E6 a" X0 I. i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。& s0 g4 j3 o% f( `+ d
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. U  p9 P5 s) l9 G1 u' Z  Y- J+ M
敲一杆子是一杆子
- G5 W4 T) F9 v. J
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
! }$ G2 j/ E) q) \% W$ e8 a' x; E3 |敲一杆子是一杆子
" O( e) c# d# M- z& D: x- c1 L
正所谓，有枣没枣。
+ N& J" d7 u  `6 Y5 {
作者: 风云际会    时间: 2022-1-5 21:38
晨枫 发表于 2022-1-1 22:25  F. T5 Q; X! W& M0 D
核弹爆炸时，爆心也肯定是非平衡态的，那1亿度是哪来的？
3 e- e- F! I1 S
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 + ?5 A" }! F# |9 w7 t! t
风云际会 发表于 2022-1-1 19:13
/ m5 q, Z1 i' V4 `5 @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 ...

9 U5 m) H" H& ~- J: A  }. r" C1 |, ^9 d' W3 k
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 22:250 [: C8 s7 ^  C8 F7 V
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 ...
: ^: W( ?. @! J8 x
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。



欢迎光临 爱吱声 (http://129.226.69.186/bbs/) Powered by Discuz! X3.2