中國成功研製出世界唯一技術：美俄兩國家這回都望塵莫及

普京在3月1日的2018年國情咨文中曝光了兩款高超音速武器，分別是「匕首」空射高超音速導彈和「前鋒」高超音速滑翔彈頭。其中「匕首」速度高達10馬赫，在播放的視頻中是以米格-31戰鬥機採取腹下掛載的方式，起飛升空後投放，導彈下落到一定高度後拋開尾部的護蓋，然後發動機點火，推動導彈前飛並爬升，接著採用高拋彈道飛行，末段進行大角度俯衝攻擊。該導彈既能攻擊海上目標，也能攻擊地面固定目標。軍事專家陳忠告訴記者，從外形來看，「匕首」導彈與伊斯坎德爾近程彈道導彈很相似，都是圓胖的彈體和尖錐頭部，由此推測「匕首」可能是在伊斯坎德爾導彈基礎上改進的。伊斯坎德爾本身就具備高超音速，而「匕首」的高拋彈道也類似於彈道導彈的彈道，這意味著其可能是一款機載的反艦彈道導彈，但是其在末段能進行機動飛行，此時的速度可能會明顯下降，與普通的超音速反艦導彈相似。

「前鋒」的外形類似美國的「獵鷹」HTV-2高超音速滑翔飛行器，並且是由洲際彈道導彈攜帶投放，而洲際導彈在末段的飛行速度本來就在20倍音速以上，所以普京說「前鋒」能夠以20倍的高超音速飛行並不稀奇，實際上這是將洲際導彈提供的高超音速算到「前鋒」頭上了，有點移花接木的意思，一些軍事觀察家認為「前鋒」可能與之前試驗的YU-71高超音速飛行器有關，「前鋒」最大的特點是在與洲際導彈的投放母艙分離之後，能夠以高超音速進行滑翔飛行，並且任意進行機動，這將使反導系統很難推算其飛行軌跡。而且滑翔彈頭在進入大氣層之後，速度雖然會不斷下降，但也能保持5馬赫以上的高超音速。這樣一來，像薩德這樣的反導攔截彈就很難對其實施攔截。不過，「前鋒」是以模擬動畫表現其外形和飛行方式的，未見實物，所以其很可能還沒有完成研製工作。

同時還有必要強調的是，「前鋒」雖然能進行滑翔飛行，但像美國發展的陸基中段反導系統所用的地基攔截彈（GBI）以及發展中的「標準」3 Block2A都具備中段攔截能力，這樣洲際導彈在釋放「前鋒」滑翔彈頭之前仍然是存在被攔截的很大可能性，因此「前鋒」並不能像普京所說的那樣突破任何反導系統。不過，軍事專家認為，俄羅斯高超音速導彈的性能可能與中國測試的東風-17還存在較大距離，一方面，俄羅斯恢復前蘇聯對於助推-滑翔式高超音速飛行器的研究，時間並不是很長，一般認為是2006年之後，才開始在中央氣動研究院開始測試新型飛行器氣動布局研究，時間不長、資金不夠，難以和中美兩國相提並論，另一方面，俄羅斯在高超音速飛行器的氣動飛行試驗上缺乏相關的高超音速風洞研究數據。

圖片為我國JF-12大型高超音速風洞系統，這是世界上最大和最先進的高超音速試驗設備，據悉，我國高超音速武器進度優於美國的主要原因，就是中國擁有世界上最強大的高超音速飛行器研究設備，通過模擬還原高超音速飛行器的飛行環境，來了解飛行器在層流和湍流中的反應，軍事專家告訴記者，大量研究表明，如果飛行器表面流動一直保持為層流，可以節省能量的消耗，提高飛機性能和飛行效率。在航空發動機的燃燒室中，則恰恰相反，需要流動迅速湍流化使得燃料充分混合以提高燃燒效率。因此，邊界層轉捩 （zhuǎn liè）即何時由層流過渡到湍流，對於航空航天飛行器具有非常重要的實用價值。軍事專家告訴記者解釋到，層流和湍流，是自然界中廣泛存在的兩種不同流態。層流是空氣或液體有規律的分層流動，互不混合，可以有數學公式進行計算、預測。湍流是空氣或液體流動中有許多小漩渦，毫無規律，又稱亂流，目前還沒有一個大家公認的理想公式，是公認的世界未解難題之一。

而對於高超音速飛行器而言，邊界層轉捩更為重要，高超音速飛行器前體如果大部分保持層流，就可以大大減小氣動加熱和阻力 , 可比完全湍流時,有效載荷增加60%--70%。在高超聲速技術的基礎研究問題中，邊界層轉捩一直是一個公認的難題。早在2006年，美國空軍阿諾德工程發展中心（AEDC）與國防部辦公廳（OSD）在兩者聯合開展的《高速/高超聲速試驗與評估基礎設施能力研究》報告中指出，「邊界層轉捩現象在未來20年內能夠被精確模擬的概率非常之低」。美國NASA和空軍研究實驗室（AFRL）還依託美國幾家高校成立了國家高超聲速層流-湍流轉捩研究中心（該中心為美國三大高超科學中心之一），專門開展邊界層轉捩控制的理論和試驗研究。

實際上，從該中心2014年中公開的總結報告表明，雖然目前已在高超聲速流動不穩定性及轉捩測量、轉捩機理研究及計算模型等方面取得了一系列研究進展，但仍然存在一些現象機理尚未研究透徹，需要予以持續的支持和投入。為弄清高超音速飛行器邊界層轉捩問題，美國和澳大利亞科研人員耗資5400萬美元，2006年至2015年，曾多次在澳大利亞武麥拉靶場進行飛行試驗，其項目代號為HIFiRE計劃（高超聲速國際飛行研究試驗），雖然成功進行了超燃衝壓發動機實驗，但是邊界層轉捩實驗並沒有完全成功。美國空軍決定在2017至2019年繼續在澳洲靶場進行高超聲速飛行器邊界層轉捩（BOLT）實驗。

然而在美俄還在苦苦掙扎的同時，位於四川綿陽的中國空氣動力研究與發展中心，為解決我國高超音速飛行器邊界層轉捩這個空氣動力學基礎問題，在國家重點研發計劃「大科學裝置前沿研究」基金的支持下，在某衛星發射中心進行了某型航天器飛行試驗，試驗飛行器點火、離架、飛行正常，獲取了可供分析的遙外測數據，飛行器全程飛行穩定，防熱和承力結構無破壞，工作可靠，實現了圓錐邊界層的自然轉捩和強制轉捩，試驗取得圓滿成功，並成功回收飛行器殘骸和黑匣子，成為世界上唯一完成全飛行試驗的高超音速跨大氣層飛行器實驗，成為完全掌握高超音速飛行器轉捩特性研究的國家。

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