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世界之巅，东风17弹头代表我国高超音速乘波体技术进入成熟阶段

2021年12月28日 12:58:12

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来源：汽车都市

东风17型弹道导弹的顺利成军，标志着其高超音速乘波体弹头的高超音速飞行控制问题已经得到很好的解决。这正是美国缺憾的一个环节，美国醉心于超燃动力的研究，期盼能做出一个超燃动力平台，以便实现大气层内一小时打遍全球的梦想，但是步子太大了，至今是失败的。已在世界之巅，东风17弹头代表我国高超音速乘波体技术进入成熟阶段。

我国率先掌握高超音速乘波体可靠控制

因为空气摩擦生热，高超音速飞行物必然只能在超过3万米的高空存在，那里不但环境温度寒冷，空气分子也稀少，空气分子的间距可忽视。但是在超过M5.5-6高超音速的猛烈压缩下，空气的行为又趋于极端复杂。空气的热力学性质和空气动力学性质都很活跃，都要重点给予考虑，称作空气热动力学。

另一种形式的乘波体

飞行体速度超过音速后，就会产生激波。在高超音速后，不但机翼、弹翼的阻力急速提升，降温冷却问题需要另外想办法。其中一条路是：改由机体（或是弹体）直接产生升力，这便是升力体。一些导弹平飞时仰着头，弹体在增加阻力的同时，空气动压下也产生升力，这便是升力体的原理。但是当速度超过6马赫以上，飞行器的翼尖成为阻力和气动升温的热点，结构和散热都得重来。乘波体是最好的办法。

美澳合研的HiFIRE

只有利用激波造成升力与精确的气动控制的飞行器才是有意义的乘波体。乘波体一般为扁平形状，可以达到高的升阻比，可具备改锥一样弯曲的前缘，或是如同梭镖一样，平面形状大致作为三角形。这就是我们今天看到的东风17导弹弹头所具有的外形。

HTV-2乘波体是梭镖体

理想状况下，乘波体下表面正好“坐”在激波的锋面之上，仿佛飞机的地效一样。乘波体下表面和下激波锋面间的压力最高，这里是发动机进气口的理想位置。美国X43、X51、HTV-2、美澳合研的HiFIRE均是“改锥体”或是“梭镖体”的某种变型。

X43是改锥体

乘波体透过激波造成升力，也得利用激波造成侧向力。变化飞行姿态时，激波状况发生改变，甚至还有扭曲现象，这便需控制激波形状与位置了，难度比利用激波产生升力要高一个层次。

美国X51的主要研究目的是超燃动力，考虑了使用激波造成升力的气动外形问题，但是精确控制与机动绝不是主要研究目的，能确保有动力的飞行便是达到目的。事实上，2018年我国“星空2号”是世界上披露的第一个具有高超音速大幅机动的乘波体。从这一点而言，星空2号乘波体是真的创造了世界之最。中国可能实现了人工转捩技术，这种技术是指对控制面附面层厚度的主动控制，或许最终与主动激波形状控制有关。2017年中国《空气动力学报》里提到激波装配法，就暗示了通过附面层厚度控制激波边界的问题。

我国率先掌握高超音速乘波体可靠控制

但“星空2号”绝不是完美的。理想的高超音速乘波体应当搭载超燃发动机，最好的仍然是TBCC（Turbine Based Combined Cycle）那样和涡喷相互组合的循环发动机，可完成水平降落到水平起飞整个过程。中国超燃动力与TBCC方面的发展非常迅速。至少“星空2号”已是世界上首次实现了全面可控的完全乘波体。“星空2号”射程亦相当喜人，400秒的M6可飞行约750-800公里距离。中国的高超音速科技走的是与美国不同的另外路线，而且已经枝繁叶茂，东风17型导弹上的乘波体弹头只不过是才露尖尖角。作为一款已经装备的现役导弹，其技术已不是最新最高的高度，只代表最可靠。也许我国的超燃动力的乘波体弹头或飞机正在做可靠性的改进吧，THE NEXT,我们期待。