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本帖最后由 晨枫 于 2013-11-1 21:47 编辑 5 j) D1 X6 ^$ ]* A% F" t, C
2 _4 u0 O# e& f4 d+ u {知道SR-71吗?不知道还敢称自己为军迷?面壁去!+ w) O; ~5 j8 S; l& Z% W! `
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这就是大名鼎鼎的SR-71,三倍音速
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# |2 _- d$ O, w但是SR-71在20年前就退役了,这样的盛况再也不可能了
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不过《航空周刊》爆料,洛克希德正在研制SR-72!这不仅是SR-71的继承人,而且将达到6倍音速!美国空军的下一代轰炸机计划分为两部分:远程打击轰炸机(LRS-B)和侦察轰炸机(ISR),洛克希德负责ISR。SR-72据说将在2018年作为技术验证机完成,最快2020年可以飞起来。* o6 C2 x" n$ g7 z
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s: W7 i. f, G* Q' s% F2 i8 Q这就是《航空周刊》披露的SR-71的外形; y% N8 r/ R: c& l
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《航空周刊》还对SR-71和SR-72做了比较) ^+ Y* w: v! Y0 H4 t# p3 | A
! ^, @, a7 v/ q& r: N& @高超音速的好处不用多说,不仅可以填补卫星侦察的空隙、提高及时性,还可以作为精确打击平台,在敌人还没有来得及隐蔽起来之前就进行精确打击。高超音速飞机也没有有效的拦截手段。战斗机飞不到那么高的速度和升限,空空导弹和一般的防空导弹也达不到那个速度和高度。具有反导能力的防空导弹可以达到更高的速度和高度,但反导在原则上不是追逐式拦截,而是以“高空地雷”加有限追逐。换句话说,弹道导弹的弹道正在起飞后就可以精确计算预测,中途变轨的能力也有限,否则就不是弹道导弹了。反导导弹根据对弹道导弹的轨道预估,提前占位,然后用有限追逐能力弥补预估误差。对于那么高的速度和高度的弹道导弹要满世界追逐,那不是现在导弹技术可以做到的。但高超音速的ISR在速度上接近近程弹道导弹的再入速度,还具有气动机动能力,即使飞入射程,也只留下及其有限的拦截窗口,超出现有防空导弹的拦截能力了。% ~8 F$ |* Y1 m7 p
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SR-71也有侦察轰炸机的作用,相应型号为A-12,但一来60年代的精确打击技术不到位,无法携带足够有效和足够精确的弹药,另一方面电子系统的性能也有限,侦察机和侦察轰炸机只能分别研制和部署,极大地提高了成本。这些在现在都不是问题了,所以ISR不仅是侦察机,也是侦察轰炸机。当然不能指望它搞地毯轰炸,但精确拔点还是做的到的。SR-72的航程还不知道,如果能达到几千公里,那在战术上可以作为中程弹道导弹的有效替代,而且还具有可以中途改变目标和可以召回的优点。
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高超音速飞行还是一个处女地。在大气层内稠密空气里的普通超音速飞行已经不是问题,在没有空气的轨道上的飞行也不是问题,但在只有稀薄空气的大气层边缘的高超音速机动飞行,这牵涉到气动和热工的交互作用,即所谓热气动学(aerothermodynamics),这里还有太多的未知。另外,在这样的条件下,飞行稳定性和飞行控制也是全新的挑战。. I8 y6 a8 r, R3 Q' P
* k; I5 k7 _. Y# b$ q但最大的问题还在于发动机。涡轮喷气发动机的压气机叶尖速度不能超过音速,否则造成的激波不仅影响进气,也损坏发动机匣。但这就极大地限制了进气速度。事实上,超音速飞机的进气道最大的作用就是把超音速气流减速到M0.5-0.6,以迎合压气机的工作条件。进气速度更高的话,压气机实际上成为减速风车,极大地降低了效率。超音速推进是有燃烧、膨胀、喷气实现的。显然,飞行速度越高,这样的减速-加速损失越大。事实上,涡轮喷气发动机的理论速度极限在M3.5-4左右。超过这个速度的话,推力再大也不可能进一步增加速度,因为阻力同步增加。, K, ?( I; @& c- {0 v4 h, o
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冲压发动机取消了压气机,但依然需要由进气道把超音速气流减速,然后才能有效地控制燃烧,产生推力。冲压发动机的速度极限比涡轮喷气发动机要高,但依然不能达到M6。然而,超音速燃烧冲压(简称超燃冲压)发动机可以在超音速条件下实现燃烧,就不需要对进气减速,或者只需要较少的减速,极大地提高了高超音速飞行的推进效率。问题是正常燃烧时,火焰的传播速度是音速,超音速燃烧实际上已经是受控爆炸了,实现稳定的超燃冲压的难度可想而知,典型工作时间只能以秒计算。NASA的X-51代表了超燃冲压的最高水平,但工作时间依然只是100多秒,这还是多次失败后最成功的一次的记录。
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3 ]" R5 e) U* g8 T9 G- `冲压和超燃冲压都需要外力启动。也就是说,需要外力把飞行器加速到合适的工作速度才能启动、加速。作为一次使用的导弹的话,可以用火箭助推。但用于反复使用的飞机的话,火箭动力就不合适了。Aerojet-Rocketdyne提出涡喷-双模冲压的组合发动机,解决不同动力模式的转接问题。
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5 ^# q$ `1 `% N9 S- M) iAerojet-Rocketdyne的涡喷-双模冲压的组合发动机概念
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Kh-31也使用组合发动机,除了火箭助推不适合在飞机上使用外,分立的进气口是高超音速飞行的大敌
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Aerojet-Rocketdyne概念的关键不在于把不同的发动机捏在一起,而在于使用共用的进气口和喷口,这对高超音速飞行十分重要。分立的进气口和喷口将极大地增加阻力。Aerojet-Rocketdyne组合发动机在低空低速是用涡喷动力,这可以在跑道上起飞和降落,还有在低空低速下进行一般飞行。速度进一步提高后(估计在达到超音速后,比如M2),进气道活门偏转,改用常规冲压发动机。但在速度进一步提高后(比如M4.5+),转入超燃冲压模式。& @, G# y4 b! ]! P) {4 s9 Q
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这个概念并不复杂,但实现起来挑战极大。进气口、进气道、喷口如何在不同模式之间共用而不至于造成过度的进气损失,这是一个极大的热力学和流体力学挑战。不同模式之间的无缝转换在热工、飞控上更是挑战。常规冲压和超燃冲压尽管都是冲压,但两者还是有很大的不同,双模冲压的难度比单纯超燃冲压又是高了一个数量级。) {: y* g+ k: h; r4 ?& D
3 _3 u z# G, u$ \这些科幻级的先进技术在理论上都是可能的,在实际上都有巨大的问题。NASA公开项目中,对单项技术已经有所突破,但还没有达到消除关键技术障碍的地步。美国空军如果有秘密项目已经实现突破的话,这就不知道了。但有意思的地方也正在这里:为什么要在现在公开这一本来应该是“黑项目”的项目?按照隐身时代的先例,在纯粹理论性或者预研阶段,还有一些公开报道,尽管这些报道通常淹没在专业文献的海洋里,即使航空专业媒体的人员也“你认得我,我不认得你”。进入到实质性研制的时候,更是全面“黑”化,绝对保,直到最后木已成舟或者需要利用威慑价值的时候才透露一点。F-117 、B-2都是这样的,Have Blue、Tacit Blue都是很多年之后才披露的黑计划。现在这么大张旗鼓披露ISR,实在是一反常态。
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& z( Y: o( l8 v1 s4 b6 ?- \7 D0 Q阴谋论一点:一个可能:这离实际研制还差得远,或者与真正的SR-72差得远。隐身在F-117初战之前已经有所风闻,专业媒体纷纷猜测,最后画出的猜想图与最后的F-117南辕北辙;F-22的前身ATF也曾透露多个设计方案,没有一个与最后的F-22相似的。第二个可能是这是在国防和科研经费大幅度削减之后,美国空军、洛克希德、NASA搞的公关名堂,试图用耸人听闻来钓鱼。
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! i9 U4 e( W/ g* j( n还记得风传一时的F-19吗& H+ u9 ]- M1 S% e- A% c% a
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- G* Q4 R( j- ]% k: O80年代透露的洛克希德ATF与F-22也南辕北辙
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% m" S5 N2 ?/ B8 ]) p& Z真相如何,只有在未来揭晓了。个人猜测:这SR-72是在钓鱼! |
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