|
|
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。3 c, d$ p [$ b7 Q
; s) w7 G) M# w3 D1 l% y8 N @# ^
) S! {* Q* { b" C" @0 {0 }1 i9 O
- b+ Y% Z' l5 O, W$ Y8 r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。: N' m- I4 N% d X% M
% Y2 ^: Y r9 p& T" t
5 }' Y' K5 ?# J
10月11日,金正恩参观朝鲜国防展,高超音速导弹值得注意
. S+ `# g% B9 j" u8 ` B4 q
" m, n$ _8 g1 J* O
/ G- N/ B) f, [/ w- A; ^% _" T
在外观上与中国的东风17很相像- C2 ?1 J& l% I; L9 K7 b5 N7 A1 B
" Z5 ~% n, T' y2 x( |# ~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。
: j4 V: ` U6 O1 E3 i& H, c. Y# F
& A; k) h8 l; d( ]! l. @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。' q8 y# I, T! G7 q! s
, b& m1 V% a; o
, {' \( {+ D8 f' D' r, t' d& n. y7 D6 k朝鲜高超弹的下弹翼很小5 a! y6 l1 N$ x/ F
0 y4 s' a4 I8 J" r' o$ t1 o
$ E- E5 M2 \, ?% o( m" x东风17的下弹翼和上弹翼一样大- h7 D/ k; H, g7 }/ b
+ }4 `. [: q2 B' ?5 p; 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。; K% w& V# F D: n. S( s
" a1 F! t" [+ x9 s" e3 p" x
( R0 f( ^7 m. n {! d; V; l最大的差别在于底面,朝鲜的高超弹的底面是平直的
5 ]9 u0 s# P: ]* j
# L: x% X; I" J
, L( A6 L9 [0 D0 H' _
东风17的底面就是饱满的弧线
; P/ l$ ]3 H2 ~7 f, u9 ^' q$ H; R
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。8 u; U" p% C0 T# V7 _
) z/ J& N+ H1 o+ a0 e$ j T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。
: n7 b4 A5 \6 K! ?: O' \
/ B0 W% Y) D% Y9 r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。
+ ?# H( x7 U0 ]# @* _9 O F2 e
. S* f9 x' O5 F. {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。
6 J3 T2 B- j' r/ q. l
2 g% _: t5 |) `; t0 P# O& I- B& ~
, P6 Q- F3 M& B$ f6 }8 J压缩升力的原理和滑水很相像9 H0 U7 M4 b/ W/ b
2 v7 [: l/ k' r0 ^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 K) K- i2 U8 c1 [
' @: D' v; W( p8 F0 x2 B5 C
; M( B( Q1 C* h8 J0 O
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+ Y. }0 y! _9 Y5 Y5 y$ G% K" V4 A
( a) b8 Q: U1 Y3 i
$ V% _& A0 n6 u
二十年前的X-43就是基于这样的原理的设计* s/ w, X/ e( d. b
' |# ]/ v1 Y0 d- d7 m: z( A0 u7 G
: A6 Z+ b) I e% H1 L2 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8 J! T/ w- X) `7 ?! c) o( T/ q
6 u5 E( o/ H8 D R. O7 H+ O. E
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。# E7 ^9 G. m1 P( C
$ G( |0 a! N8 m; @
0 ?/ \$ G, l* r3 _8 h/ t' P可以看到,X-43的激波也不是平面的,很接近圆锥. v8 }+ t8 Z) J6 D* D
4 f) v2 L+ D7 y2 l( d0 g+ w! W
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。
0 }- n+ u1 E1 p' E( U$ h7 ]" O( r/ z5 q
( l: _9 T! g0 z. v& W3 n o( ]
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
; O v' Y i! Q. @
v! k) |1 t0 ?3 E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。/ r- v* ^1 h; l r) @. U
- q9 }" ]4 e' t4 E, Q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。
- R9 E' P; A# Q- t( G# t- g/ y* i% ~+ z7 Z
6 w' v- O8 ]8 ~# n1 g2 W7 A2 _( G3 `X-43(前面的小黑东西)是通体漆黑的,后面白色的是助推器6 A) k; x/ n$ y; C' ^: f/ g0 V
3 k% W, M, _" X2 Q; @) D0 U
2 ^9 {( y7 u1 [- L+ ]. ]X-51技术进步了,就不再通体漆黑了
D5 b! s: I, j; u; D+ p
. t; K% I5 X2 Z C. P1 z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。
( k$ q" R) @( s9 k8 h
/ R3 h' q% U# L( X }! ~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。
' j% X5 U# p5 p& L3 W% i$ b5 q3 p! 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
|