| 送交者: Michaelliu888[♂☆★★铁面钟馗★★☆♂] 于 2022-09-14 14:53 已读 10681 次 48 赞 | Michaelliu888的个人频道 |
隶属于美国政府机构的国家安全局，对中国西北工业大学发动网络攻击的恶性事件震惊全球，虽然目前为止尚不清楚美国的阴谋是什么，但大家都不约而同地想起了两个月前发生的事情。 6park.com据西北工业大学官微报道，2022年7月4日，西北工业大学航天学院空天组合动力团队牵头研制的飞天一号火箭冲压组合动力成功发射，在国际上首次验证了煤油燃料火箭冲压组合循环发动机火箭/亚燃、亚燃、超燃、火箭/超燃的多模态平稳过渡和宽域综合能力，突破了热力喉道调节、超宽包线高效燃烧组织等关键技术，飞行试验圆满成功。 6park.com划重点：火箭冲压组合循环发动机！这属于超燃冲压发动机三大技术路线中的一种，即RBCC火箭+超燃冲压，其他两种分别是涡轮+火箭+超燃冲压的TRRE和涡轮+超燃冲压的TBBC。 6park.com西北工业大学的飞天一号 6park.com超燃冲压发动机的应用层面很广，但在这方面有深入研究的国家，目前都主要用作新式高超音速武器的研发。 6park.com按照飞行动力的不同，高超音速武器被分为两大类，一类是以火箭发动机为驱动核心的高超音速滑翔导弹HGV，另一类是以超燃冲压发动机为驱动核心的高超音速巡航导弹HCM。 6park.com当然，两者所赋予的战略意义是完全不同的。如果说HGV是有概率让美国历经半个多世纪花费数万亿美元打造的全球反导体系沦为新时代的马奇诺防线的话，那么HCM则使这种可能变成了百分之百的现实！ 6park.com冷战中后期，面对苏联强悍如斯的洲际弹道导弹群，美国航空航天系统犯了与法国相同的错误，当年法国试图通过在法德边境上构筑号称人类史防御力爆表的马奇诺防线一劳永逸的解决德国陆基的威胁，而美国也试图通过在海陆空天构筑一道多梯度的反导防御网一劳永逸解决苏联导弹的威胁。 6park.com但事实证明，从来没有什么坚不可摧的盾。 6park.com德军可以走阿登高地绕过马奇诺防线奇袭法国，中俄同样可以研发新的导弹技术绕过反导版的马奇诺防线奇袭美国。而高超音速导弹，就是绕过反导版马奇诺防线的新技术。 6park.com美国当前的反导系统是建立在反弹道导弹的基础之上的，反弹道导弹的防空系统根据弹道导弹的飞行区域分为三个阶段：导弹在敌国本土刚起飞时的助推反导，弹头飞离大气层外的中段反导，以及弹头再入大气层后到落地爆炸前的末端反导。 6park.com理论上，助推反导是最容易实现和损失率最小的阶段：一是因为导弹从本土刚起飞时火箭发动机处于全速运转的阶段，这时发动机尾焰在高温燃烧下产生的红外特征异常明显，飘在太空的战略预警卫星瞥一眼就能发现，十分有利于发现和追踪；二是因为在助推阶段，导弹仍位于大气层内飞行，强大的摩擦力和上升阻力使导弹的速度要远低于在大气层外的速度，拦截成功的概率极高；三是因为助推反导是在敌国上空进行的，导弹碎片和放射性物质多半就地坠落，对目标国几乎没有影响。 6park.com但反弹道导弹的导弹射程和速度远比不上弹道导弹，这也就意味着要想实现助推阶段的反导，必须把反导阵地怼在敌国的家门口！ 6park.com前几年美国在韩国部署萨德反导系统，正是想在助推段就把中国和俄罗斯的导弹打下来，既废掉了两国一大半的战略打击能力，又不用承担坠落物在本国的风险，不过由于中俄强硬的反制措施，真正在韩国落地的萨德系统比较有限，无法形成制约力。 6park.com在大气层外拦截的中段反导和在本国上空拦截的末端反导，虽然没有助推反导那么理想，尤其是末端反导还存在着坠落物和放射性物质对本国造成巨大破坏的风险。 6park.com但一方面传统的弹道导弹在离开大气层后，火箭和弹头就会自动分离，此时弹头是没有任何动力源的，只能按照固定的抛物线飞行，而当代先进的计算机完全能在极短的时间内精准分析出弹头的飞行轨迹和目标，然后从容地组织拦截。 6park.com另一方面，弹道导弹的运动高度极高，无法充分利用地球曲率的有利因素降低曝光率，所以当天基的战略预警卫星无法追踪到弹头的红外信号后，部署在海面和地面的雷达能立马接棒追踪，减少侦察空白期，基本做到全程发现全程跟踪。 6park.com需要特别强调的是，尽管这些年主流弹道导弹大国已经研发出能够末端激动变轨的弹头，但由于其轨迹在中段就被固定和发现了，末端变轨的范围十分有限，因此仍然可有效拦截。 6park.com八十年代美国公布的弹道导弹末端变轨技术，图上能明显看出，即便可以变轨，范围也很小 6park.com也就是说，当代的反导体系，是建立在天基战略预警卫星与海基陆基雷达对弹头红外特征的全程追踪和弹道固定的基础上，而高超音速滑翔导弹的技术路线把这几个关键点全都推翻了。 6park.com下图是几种导弹的弹道轨迹。 6park.com浅蓝色为传统弹道导弹的弹道，紫色为机动再入载具的弹道，黄色为在轨轰炸系统的弹道，红色为高超音速滑翔导弹的弹道，绿色为高超音速巡航导弹的弹道，这里我们重点先讲HGV高超音速滑翔导弹的弹道。 6park.com首先，HGV的动力来源是火箭发动机，发射时尾焰产生的红外特征自然能被天基战略预警卫星发现，重点在于，HGV并没有飞到传统弹道导弹的中段就与火箭分离了，此时弹头自身与空气摩擦产生的红外特征，要大大低于火箭发动机的尾焰，战略导弹预警卫星难以继续侦察。 6park.com那部署在地面和海面的雷达呢？ 6park.com发现是能够发现，但高超音速滑翔导弹的飞行高度在40~100km之间，相对弹道导弹更加贴近地面，这就要考虑到地球曲率的影响了。众所周知，地球是个球状体，其表面呈弧形并非笔直的直线，但雷达发射出去的电磁波呈直线传播，所以，当波段越过直线进入弧线范围后就探测不到了，只有等到目标进入直线的直视视角才能探测。 6park.comHGV在太空视角上几乎是贴近地球表面飞行的， 6park.comHGV以远低于弹道导弹的高度飞行，充分利用了地球曲率的有利因素，大大缩短了敌方的侦察窗口。战略反导时间和技术同等重要，在相同的技术条件下发现的时间越晚，拦截失败的概率越高。 6park.com其次是飞行轨迹不可预判。下图是传统弹道导弹和HGV弹道轨迹对比，蓝色线为传统弹道导弹，弹道呈固定的抛物线；黄色为HGV的弹道，我们可以清晰看到弹头在大气层内横向机动的范围，近则数十公里，远则数百公里，弹道飘忽不定，压根不是依赖对固定弹道分析，再进行拦截的传统反导手段能把握得住的。 6park.com正如前文所说，世界上没有坚不可摧的盾，同样也没有不可阻挡的矛。 6park.com高超音速滑翔导弹只是极不好拦截，不代表一定拦截不了，至少美国美国人是这么认为的。2019年，兰德公司高级工程师乔治·纳库齐发文指出，高超音速滑翔导弹在与火箭分离后就失去了动力来源，每在大气层内做一次机动速度便会减少许多，到击中目标时，速度已经损失了三分之二，这意味着弹头离目标越近，做机动的次数和强度就越小，由此大大增加了对弹道预测的可能性，所以美国现役反导体系是有机会拦截的，重点是做好预警和追踪。 6park.com为此，乔治·纳库齐提出了两点应对措施：第一、织密太空监视网络，自上而下俯视地球的卫星在侦察方面有着其他手段不可比拟的优势，但战略预警卫星的位置实在太高，从上千公里到数万公里不等，对红外特征不怎么明显的行器心有余而力不足。 6park.com既然如此，那就使用高度在1000公里~300公里的中轨道卫星群，给他们按上大量的传感器以增强感知能力，从而构筑天基无死角监控网。这个解决方案需要美国在中轨道部署密集的卫星群，不过这并不是啥大问题，SpaceX的星联完全可以胜任。 6park.com第二、组建幽灵舰队，地球曲率对雷达侦察的影响虽然改变不了，但只要在大洋上撒下足够多的侦察设备，让每个直视平面始终保持雷达的存在，就能做到无死角的监控。 6park.com想要达到以数量克制地球曲率的效果，军舰的需求量不会少，传统有人军舰造价成本太高，也不适合长期部署，智能化无人军舰是唯一的选择。五角大楼在今年的海军规划中指出，到2045年，美军至少要在太平洋地区列装一百艘大型无人军舰。 6park.com今年初，美海军陆战队接收金属鲨远程无人舰艇，并成立无人舰艇编队整合司令部 6park.com以密集的蜂群战术防御动能不断衰减的HGV或许可行，但如果来的是高超音速巡航导弹HCM，那美国就彻底没辙了。 6park.com为HGV提供主要动能的火箭发动机除了尾焰产生的红外特征易于捕捉的弊端之外，还有个缺点：它需要携带比燃料多出十数倍的氧化剂才能使其在空气中充分燃烧，既增加了载荷，又缺乏更大的动力。 6park.com采用超燃冲压发动机的HCM有多种起飞方式，可以用火箭起飞，也可以凭自身动能起飞，大幅降低了在起飞时就被发现的概率。 6park.com而能够从空气中不断吸取氧气并将之转化为动能的超燃冲压发动机，一方面因为不用携带氧化剂减少了飞行器的体积，而体积越小，与空气摩擦后产生的红外特征自然就越少。理论上，采用涡轮和超燃冲压组合的TBBC型高超音速巡航导弹，现有和已知储备的卫星技术根本探测不到。 6park.com另一方面，超燃冲压发动机的原材料是空气中取之不竭的氧气，这使得HCM在全程保持高速的同时，还能做各种高强度的机动，即便敌人的侦察系统有幸发现了它的轨迹，也不具备有效的拦截手段，毕竟没有固定的弹道和目标判断。 6park.com更为重要的一点是，HCM体积小，无固定发射场所，飞机、战舰、传统导弹发射车甚至是潜艇，都能发射。 6park.com但更先进的技术往往代表着更高的研发门槛。 6park.com超燃冲压发动机在结构上不复杂，难就难在进气热处理。常见的喷气式发动机属于压燃冲压，空气在进入发动机时先成亚音速，在经过和燃料的燃烧后再以超音速喷出，这样做的好处是减少了极高温对对发动机的磨损。 6park.com而超燃冲压发动机从进气到压缩再到燃烧的所有过程，全是在超音速的环境下进行的。不仅燃烧极不稳定，超音速气流在进气时与发动机摩擦爆发的超高温在2020年前没有任何材料能承受得住。 6park.com超燃冲压发动机结构示意图 6park.com美国作为头号航天强国，在高超音速领域长期领先我国是不争的事实，但也正是因为太强，导致美国军方自信心爆棚，借用大气升力和火箭发动机助推的高超音速滑翔导弹在他们眼里，不叫什么高科技，而是奇技淫巧，要搞就搞最先进的高超音速巡航导弹，一步到位嘛，结果卡了几十年，遇到的难题是越来越多。 6park.com反观中国，由易向难，循序渐进，现在不仅HGV 冠绝全球，还极有可能成为全球第一个也是唯一一个解决HCM三条技术路线的国家。 6park.com超燃冲压技术还能运用于空天飞机，这是将来中国换道超车，以更高维度打破欧美超音速客机技术壁垒的关键 6park.com如今，美国在高超音速领域跟中国的差距，虽谈不上云泥之别，但落后半个时代的身位一点不夸张。 6park.com二战结束至今，美国还从未遇见过在决定未来战争走向的技术上全面碾压它的对手，中国是第一个，所以他们的焦虑的心态是可想而知的。既然自己弄不出什么名堂，倒不如偷来得划算和直接。毕竟偷窃不但是美国情报机构的传统技艺，更是美国人的传承和荣耀！ 6park.com之前我还纳闷美国为啥成天骂中国偷它的技术，现在我懂了，贼嘛，最喜欢做贼喊做贼的事了。 6park.com
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