|
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。
1 N. n# t# N# x8 Y
+ o( K9 `2 o$ i! F' X
9 D9 k1 ^& d/ r8 a e; g6 P6 D7 J1 ^
) h" @4 U' o: b* g; \* ^* d
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。
8 Z( l# |2 W% u# W# _- }- V6 h
) r" d/ p4 G4 e& O9 W
# ^+ T9 C9 M3 }10月11日,金正恩参观朝鲜国防展,高超音速导弹值得注意6 j2 v( G. f0 }, _! f
: c. k2 R; B6 K
9 D: a; ?( d1 r+ I- n
在外观上与中国的东风17很相像
4 j: Z& I( m! Z ^4 l! X
+ e2 q$ J8 x# X6 A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。8 u3 h* R" e1 E- l
X; P7 P$ U' g
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。; o" O3 ?1 g, L) m; U' W
. i& q/ \9 X: b. w
7 \" I- X: c/ F: H( @朝鲜高超弹的下弹翼很小3 m6 T$ j# Q0 ~5 l; v1 c1 z
8 k" G" B' ~" \& O$ u9 F8 H
* l& q$ j9 E# {/ ]# L/ D" v
东风17的下弹翼和上弹翼一样大1 E* i8 F8 Y$ c0 @: l: ?
6 G8 G) \' x4 X* b' m% 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。# U+ V2 R- o4 m: s; O1 M$ \3 T
+ q0 J( ^/ g( K
! G! L: Q! S. o% j最大的差别在于底面,朝鲜的高超弹的底面是平直的
# Q0 d4 w: l# P6 x6 d4 v! m5 |5 `* U# Y
3 A: R1 f5 ]0 Y: `8 f东风17的底面就是饱满的弧线
+ U- ]6 g# l8 B' y" \$ ^. m. g4 Z' o+ Q) a* u; z
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。, x$ ]( c0 D6 k1 C X$ A
* l; L3 w4 H; H; R/ d+ @4 R
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。
" x+ ~* ~2 t% |, L
" T' i8 }% }; u& c! c0 }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。3 q' @; r+ r7 q! @: m
M p' E9 G" d2 @) A% y
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。
* d( H+ m ?4 W6 s$ c3 G9 i' C5 Y' F! `; Z
& {, J6 g3 \3 _8 o7 `2 ?
压缩升力的原理和滑水很相像
# Y- a- X/ O N: w+ n# F. n. \: r
1 m5 Z2 O$ ]7 h! ?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。
/ a/ S$ W& {* l, h' E1 E T# K8 K$ p2 c
1 H8 p; T5 }, D5 d4 F s
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- Z$ [. X% ?# t1 b* s
2 N2 a: R: E- b/ n
) |) O9 A" B3 E {9 `% h4 a二十年前的X-43就是基于这样的原理的设计, A8 [6 Q, Y/ R# B7 A* {
: w# G0 @+ ^, p/ Z
+ H, E7 w, j6 M4 l! Q5 }
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
' n5 ?/ J9 y; w5 }' |! E* g/ G
2 Z+ q3 ~+ n; A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。# s2 \% _( ^% n( I
& L2 a9 K0 C6 ^/ M6 r
7 o2 ~; _* u, E G1 ?( R( `
可以看到,X-43的激波也不是平面的,很接近圆锥2 F+ S& R6 P0 P" L
" j! i2 N( x) i/ l* M0 F! a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。
: d. Y* ?5 A+ u) [3 W2 R
% _" O" z7 V* k# q, o* S; h
! d$ p# e" c/ ?$ L1 X
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/ a/ M/ x; n6 s# z+ ]6 I# Z+ U
8 I9 @$ v, Y( T+ X0 p$ u( i
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。
, F6 q1 p$ b3 i( F% j
) I' i& h" I. t* z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。
; P4 I. t: S) E. N( o* Y( u: J5 C% |2 u
3 }; D% c$ K3 ~5 k0 H2 @" wX-43(前面的小黑东西)是通体漆黑的,后面白色的是助推器' u |- x5 z# w0 U2 L, M: R1 d. ^
5 P' w9 ?& b3 p3 \
9 |( E5 S$ [( A) Q& I0 K c
X-51技术进步了,就不再通体漆黑了) D" f( Y: ~2 b
) t; r) x% c8 t7 ?
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。
: G j, z5 W: K# V. H1 e# R% L
+ i. Q% F9 }% t3 y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。1 k- @# _9 {0 J ?: M4 u$ o; Q" f
- [' F6 |# }8 q; h$ @! `) B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
|