原标题:专家紧急呼吁:只有中美俄掌握,这种强大新兵器不能再扩散
按照美国《科学杂志》1月8日报道,在邦家之光的驱使下,俄罗斯、中国和美国竞争开发高超音速兵器,而在未来,国际社会需要防止高超音速兵器技术扩散。
▲美国未来的拦截器拦截高超音速兵器的想象图
在中国西北部,高空的楔形无人飞行器与火箭分离。星空2号乘波体高超音速巡航导弹(HCM)以最高6马赫的速度滑行,即音速的6倍,由其自身的冲击波承托,在平流层中起伏飞行。这是兵器的开发者中国航空航天动力学研究院对2018年8月测试的描述。中国没有发布任何录像。HCM的速度和可操作性使这种新兵器能够“突破当前的任何反导防御系统。”
几十年来,美国军方及其对手一直垂涎的以高超音速飞行的导弹,通常定义为超过5马赫的速度。洲际弹道导弹(ICBM)在从太空重新进入大气层时达到了该定义的速度,但是由于它们沿着可预测的弹道前进,像子弹一样,因此缺少突然性。比拟之下,诸如中国的乘波体之类的高超音速兵器则是通过空气动力学来把持的,从而使它们能够躲避防御,并让对手难以猜测它的目标。
自暗斗开始以来,五角大楼就开始开发可机动的高超音速兵器,直到在推进力,控制力和耐热性等技术上遇到令人生畏的障碍时才停止,因此美国并没有完成研制。
▲中国在去年的国庆阅兵式上展示了东风17高超音速滑翔弹,上海大众搬家公司,引起了广泛的关注
现在,美国国防部正在领导一项新的计划,每年将超过10亿美元投入高超音速研究。来自中国和俄罗斯的竞争是一个主要动机。尽管炒作和保密性掩盖了真实的形势,但这三个国家似乎在克服关键技术障碍(例如掩护高超音速飞行器免受剧烈的摩擦加热破坏)方面取得了本色性进展。俄罗斯比来发布了一种名为“匕首”的兵器,据说可以使用本身的动力达到10马赫,而另一种兵器通过火箭将其提速到惊人的27马赫。中国在比来的一次阅兵中展示了它的火箭鞭策的高超音速滑翔弹,东风17。与此同时,美国也在测试几种高超音速兵器。科罗拉多大学博尔德分校的航空工程师伊恩·博伊德说:“这是登月竞赛式的的竞争。”“由民族自豪感驱动。”
就目前而言,高超声速的机动性使这些兵器几乎不成能被击落,“势不成挡”——正如去年夏天《纽约时报》的标题所言。但是,“今天不成阻挡并不料味着明天不成阻挡”,美国导弹防御局(MDA)的材料工程师费特说。她是美国为打击高超音速兵器而采取对策的先锋。费特说:“可以开发出一些技术使得防御更为有效。” “但是要实现这一目标,我们还有更多工作要做。”
▲在2018年的一次测试中,俄罗斯的“先锋”号是用火箭发射的。观众包孕俄罗斯总统普京(Vladimir Putin),他颁布颁发超音速兵器现已投入使用
当航天飞机从轨道返回,以25马赫的速度进入大气层时,其钝的前缘会被加热到1400°C,碳-碳复合材料的蒙皮帮手它承受住这种高温。而较新的高超音速飞行器往往具有更锋利的边沿(部分是为了提高可把持性),可能会超过2000°C。紊流会使情况变得更糟。在高超声速下,飞行器周围的界限层会变厚,光滑的层流会突然分解为涡流和漩涡,从而导致飞行器外貌的温度升高。
高空速也给HCM上的发动机带来挑战,与HGV差别,HCM拥有本身发动机。HCM使用超燃冲压发动机进行加速。以高音速运转时,空气分子在发动机管道中流过只花费几毫秒的时间,因此燃料和空气无法充分混合。并且,当飞行器倾斜和偏航时,流入发动机的气流会改变,这可能导致燃烧和推力不均。为了更好地燃烧而进行的调整又会对飞行器如何利用冲击波产生影响。
《科学杂志》的文章说,正是这些技术障碍让开发高超音速兵器极为困难。