|
|
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。& X6 L8 ^+ I# X O+ Z' R e q2 ?
$ Z. z! `9 k6 D! e
8 ~$ f% O' w$ D# H; P/ \' l' p/ q+ ^8 j$ c$ 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。( k6 ^! m4 s. f8 H# T( y
1 e& G: _7 l+ z# @
2 ?4 F: l7 c% {3 ~+ C" h10月11日,金正恩参观朝鲜国防展,高超音速导弹值得注意4 O0 v: A6 ~# Z7 l# ?
$ r, W( X$ P+ O' e
4 t1 n( p: y- N, Y) x0 U在外观上与中国的东风17很相像
: M) L5 ]" z m' z. }3 X' f9 Q3 T3 ]+ h
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。% F9 }+ l6 Z7 e9 p
4 z4 h5 C# t2 D
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。" ?, e" I8 t" ^/ [" v
0 z7 z( o1 E% D3 V3 F5 c
6 z% a$ F/ E# m# {$ c$ \9 p朝鲜高超弹的下弹翼很小
; e0 |* V/ } q
4 m y/ Z. H* _) O% H
% P b6 o% b. h' u1 u. \
东风17的下弹翼和上弹翼一样大9 T& {! Z4 N3 m/ C9 F5 h5 M; u
2 S/ a/ U& ^! h! K1 L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。
7 c% n, ^- f0 O( [4 k, J9 E+ _/ z6 ?) E) v- j u0 W9 ?- C
9 S6 H- P* G2 V& Q最大的差别在于底面,朝鲜的高超弹的底面是平直的 {; I7 Y* ]0 ]. F7 n$ Y0 S
& D5 g: D9 x) @
2 m: M1 g0 G4 G' ?东风17的底面就是饱满的弧线- y* M2 v$ [5 v
. {* I9 B/ H; q; N3 q- Q5 G, C% Q% }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。
0 r7 f% {4 D8 Y/ [2 \/ f1 G0 ]* M. {
7 E, h- S" j6 e' J" b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。( y% A6 b C) T1 O- I
4 f% V; b, O/ y5 ]$ A2 |$ g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。
. d$ g& Q6 |' h1 _7 s$ }* }2 o2 ?! r
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。' {: }/ @. s4 J
4 G! A9 t; I. {+ H; t# o
! i8 O7 Y/ }1 k+ l0 e) x压缩升力的原理和滑水很相像( Q5 X N* X$ \; l4 M" l0 L
/ W, |2 D& S7 D; E5 j* y: N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。
& j9 {& D6 k, ^# E* B) i4 H
F' s" ]% D( o
3 _5 V& {+ Q- u5 C; F1 D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, P. z& X0 A; h8 w; x y
6 b% E- C w, P3 g
3 w: o+ d% p& ]' q! G0 D二十年前的X-43就是基于这样的原理的设计
3 g0 k* D, Z- ?+ @
. c. _" Z2 o. N0 }! K
, c$ S$ {* G/ K9 ]# a. I# a
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: Z5 r! Z* G7 L: c9 m# y
1 f; M' ?" O& a) M5 R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。
9 y: h/ K% B# E& w" t) a+ s. |; I7 V
0 k- e. Q; H' q可以看到,X-43的激波也不是平面的,很接近圆锥& K6 N5 {1 j, ~7 |/ \8 ?7 h% F
2 g8 x: F, V7 S
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。
. }8 W) n' V0 E6 j: M0 M) u8 K# [. P
- e9 L/ S3 S; A; J. H. l& a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
4 j. ?4 ]8 \9 ` W8 N* Q n s4 ^' v. J0 J! h; I5 _7 X
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。
! o0 w/ g; T' T3 Z
8 R( y1 p6 P& M/ e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。- J; x v5 `* o1 {
$ {8 m/ ` q/ \
# ^' I/ l% _/ u. M, ~2 dX-43(前面的小黑东西)是通体漆黑的,后面白色的是助推器
: M# M) }" w9 Z/ u! w5 C7 y- R1 U, N9 K
% g6 `- j5 v3 B* B+ b% f' VX-51技术进步了,就不再通体漆黑了
! [+ v7 L* f& O/ J: ^% ~; G$ J4 B
/ x$ Y& @, J: V5 C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。- S' w$ u# u' I' |* n, H z
$ d$ R2 h, X, ^4 H7 F" C/ g8 C ~
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。: \# }3 T; G& b' G, P
2 ?$ }8 v7 P2 c9 J/ s
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
|