|
|
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。( h" ~) x, U8 z: y
+ A; q- _: P; r
/ E, o4 m$ P' O! J+ E. s
' h' ^( P! X$ }* H
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。1 ~1 X1 }) v3 d. o8 \& E: n6 P
- i5 L* J% h$ O7 o! U! v
! [" M: Y& x: m! l
10月11日,金正恩参观朝鲜国防展,高超音速导弹值得注意$ f( H4 d7 F3 o# T( @
2 k5 [% Q: z; P7 J4 _
% M+ ^7 R: E! |$ ]4 L9 B在外观上与中国的东风17很相像+ Y6 W8 u A% l' x8 O6 |5 P# O
- j: p; |4 a& Q- n2 t6 U( {+ i4 L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。' T8 ]) e2 |% e: c+ s8 p
2 ]$ z1 e! Q' K% 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。9 f4 [3 P9 ^, L! H7 i
* n- W( n0 s* |' @- d" ^5 x. X7 n
8 d0 b' M6 y9 W- H& A' t朝鲜高超弹的下弹翼很小
+ J$ F0 C N* ]5 Q4 M
& l# _" P; ?7 u( G" O1 k, S
% K' ]4 i( w% B/ p
东风17的下弹翼和上弹翼一样大
8 p7 s' r- n4 y4 S- n) G' T6 D1 N& ^+ v v$ r" ]* j
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。+ I# b+ C/ h6 `! z. p
5 c% R) T1 v) h8 ?% C
, A5 i; V9 L7 m3 T& M9 G
最大的差别在于底面,朝鲜的高超弹的底面是平直的3 S9 D8 H( g+ T+ n- ~' O9 k7 a
6 [0 t# J! G/ M) Z H' H
# P. `9 F% N$ b0 s3 Q6 Z
东风17的底面就是饱满的弧线
! T' H. D( q5 m8 n
: b4 `0 i% D ~! c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。( b0 B( i* Q) v7 c1 ~ ?" L
& j4 |" Q3 Q/ b' M
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。9 k( ?2 Y2 k( `
1 `* f E# `; Q( H% L
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。
/ A6 m6 K0 K2 W) t' ]# T+ R/ w. k3 f
' f$ x# c) l% P+ D- x7 Z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。
' P: n0 o) o' k6 m: t- U2 x2 a& m' ]/ x% e5 [" Z3 z$ ^8 a4 _1 x
. B2 g; v6 X: P4 Y& X8 c
压缩升力的原理和滑水很相像- _" ?+ y+ y+ Q7 B' x" B5 `1 C
% `# u$ i6 _/ x% T* ~" r+ ]. T
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。# E7 e/ f" f0 H( [
9 |# K4 q/ z9 c$ B' w* t% ]
+ O! e6 ?2 F* k. f8 m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7 a" `1 K3 V( z2 c# T8 R
/ `4 |9 C: t+ A z8 g5 H5 u* O
6 U9 Y- [: ?8 h8 e
二十年前的X-43就是基于这样的原理的设计9 i* S/ W# A; X' w0 h' [
3 I% p# Z/ J, ]& v
+ Z# j9 T- Q6 ]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2 k5 @9 T4 n) d, [" f% m" Q& Y
. c( X9 A! Z) j' }% ^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。: s |# V/ B/ _( h
5 p2 p$ u1 Q* m% q& m% U' Z I, o
2 C% c, x1 g4 s: e; ~& `. V可以看到,X-43的激波也不是平面的,很接近圆锥
9 o: O. D+ h7 d& I9 ~% a' l' c2 {* ?1 @+ H5 p4 x
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。 O6 ^! }/ g+ N
. B: R% _+ M, @1 e
* ]3 [% I3 p B8 ~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
9 V+ F# e) U1 v5 s: b9 c) c
" m+ l" ^! }) p, Z# r3 S5 h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。
# e$ S4 A* P% ^( f- a$ B( k; _
. ~$ e4 L6 G! d+ z, {9 e( a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。" w+ U* S( F# z* D
0 I E' ?1 c9 i. `; \1 K! j0 j# `
* p2 n/ H$ B }3 U) jX-43(前面的小黑东西)是通体漆黑的,后面白色的是助推器
( v9 }! _ F" t2 b7 l, I* G, b# r1 K. D! a
$ t- _$ c" M- e' r: i8 HX-51技术进步了,就不再通体漆黑了
. E' { \8 S d9 `. I2 c- ? x- u
6 {6 D$ N8 R" p" x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。
4 D7 u9 s% y- W2 c( {
( {- I0 W2 ]4 P3 Q' u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。/ t! H& w/ s& K# A+ `
7 a% x# N- V$ c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
|