難懂的周二：高超音速武器，「鈍頭彈」憑什麼能飛行上萬公里？

軍情 08-14

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前不久，一則來自「中國航天空氣動力技術研究院」的消息，無疑振奮了人心——8月3日，我們已完成「國內第一乘波體」的飛行實驗。本期文章，我們就與大家探討一番「高超音速滑翔武器」的奧秘！

本次實驗的運載平台——星空-2號

高超音速滑翔武器的價值

所謂存在即合理，高超音速滑翔武器自然也不例外。就目前而言，無論是美軍還是解放軍，遠程打擊的導彈類武器無非兩種——彈道導彈和巡航導彈。雖然兩者已經非常成熟，卻仍存在一些先天不足。比如，彈道導彈速度快、載重量大，但精度略差，易於偵測和攔截。而巡航導彈精度高、隱蔽性強，但奈何飛的太慢了。加之「三大流氓」在反導領域下足了血本，所以研發一種速度快、精度高、不易被攔截的導彈已成為各國的不二之選。

三哥：別看我，我連彈道導彈都沒整明白呢！

長劍-10巡航導彈發射瞬間

什麼是乘波體？

嚴格意義來講，高超音速滑翔武器有很多種：升力體、翼身融合體、軸對稱旋成體、乘波體等等。但大家為什麼都不約而同的搞起乘波體呢？首先，讓我們了解一下，什麼是乘波體。乘波體是藉助「激波」前進的飛行器，就跟古時候騎馬出遠門一樣。乘波體相對於其它構型來說有高升阻比、高速、機動範圍大等特點，最關鍵的是能在森格爾彈道和錢學森彈道飛行。

穿插科普下「彈道」

?森格爾彈道：二戰時期德國科學家森格爾設想了一類轟炸機方案。使用火箭送到亞軌道，然後貼著大氣層邊緣跳躍飛行，在紐約扔下炸彈，然後在貼著大氣層邊兒跳躍飛行返航。該理論開啟了高超音速滑翔武器的概念，算是德國「奇襲美利堅」的方法之一。

?錢學森彈道：中國著名科學家錢學森於20世紀40年代提出了一種導彈彈道的設想，即「助推—滑翔」彈道。這種彈道的特點是將彈道導彈和巡航導彈的軌跡融合在一起，使之既有彈道導彈的突防能力，又有巡航導彈的靈活性。

升阻比：遠航的的關鍵

黑格爾曾說「事物都存在兩面性」！乘波體也是一樣。以材料為例，由於乘波體是貼著大氣層邊兒超音速飛行，身旁仍有稀薄的空氣。當其高速運動之時，就會與空氣摩擦產生「熱流」，這對材料的耐熱性提出了非常高的要求。此外，想要「翻得」更多、更遠、還要對飛行器的升阻比做出優化。根據相關實驗數據，當速度為6100米/秒，高度在150公里時，升阻比為3.5的乘波體滑翔器，其射程是升阻比為0.5滑翔器的4倍。

升阻比受空氣密度，高度等方面的影響。本身並非定值，而是函數模型

其實升阻比還影響了隱身戰機的超音速巡航，根據98年的某論文，隱身戰機採用鴨翼設計時只要升阻比為5，就能在2.0馬赫下超音速巡航。所以殲20的問題大家都清楚了

理想「骨感」現實「豐滿」

相信不少小夥伴都會納悶，不是「理想很豐滿，現實很骨感」嗎？其實對於乘波體來說，前端的外形還是豐滿些的好。理想狀態下飛行器的機頭應該是非常尖銳的，可將圖紙變為現實的時候，大家卻發現還是鈍點好。因為乘波體的氣動就是立體的錐形，這樣的結構就註定了前端會特別「薄」，在飛行時就會因周圍的熱空氣而出現「偏差」。現代的乘波體基本上都是豐滿的「鈍頭」，不過鈍頭也帶來一些問題，那就是會影響飛行器的升阻比。所以在這方面，我們還是費了不少心思，甚至翻了不少學術報告。

資料來源：專業研究的認證

從數據可以看出，鈍化程度越高的乘波體，它的升阻比就越低

躊躇不前的美帝

方才講過，二戰時期德國科學家森格爾就已經有相關設想。隨著二戰結束，其相關科研成果（大部分是理論知識和設計草圖）被美帝繳獲。起初美帝對森格爾的報告並不感冒，畢竟這腦洞開的確實有點大。不過毛熊的崛起讓美帝倍感壓力，於是在1957年啟動了Dyna-soar計劃，由美國空軍懷特航空發展中心直接負責，目標：製造一種能進行軌道再入的滑翔機，由大力神火箭運載。