中国重器,国外直言:跨越时代,根本仿制不出来

2024-03-15 18:58:1510:59 693
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在《2022年中国军力报告》中,美国大幅描述关于中国高超音速武器试验的细节,认为中国在高超音速领域的技术已经远超美国。

美国参谋长联席会议主席马克·米利也曾说,美国无法抵御中国的高超音速武器。

更有外媒评价,中国新型高超音速武器WU-14跨越时代,根本仿制不出来。

那么,高超音速导弹为何让人如此忌惮?我国在高超音速领域的发展如何?

什么是高超音速导弹?

在江湖武侠小说中常出现一句话“天下武功,唯快不破”,高超音速导弹便是这句话的体现。

从广义上来讲高超音速导弹的速度要达到5马赫以上,是音速的5倍以上,但需要注意的是,不是超过5马赫就是高超音速导弹了。

如果只从速度上来判断,现役装备的很多洲际导弹的速度早已达到了这个要求,弹头末端速度甚至能达到20马赫,比如说伊朗的流星3导弹。

因此,一般说起高超音速导弹指的是狭义上的高超音速导弹,主要分为两类。

一类是助推滑翔型高超音速导弹,火箭发动机加速到一定程度后,会从弹头脱落,然后就像用石子打水漂一样,不断弹起俯冲。

我国的东风-17就属于助推滑翔型高超音速导弹,弹道很难预测,几乎没有拦截的可能性。

一类是高超音速巡航导弹,是通过超燃冲压发动机推进,能够以稳定的速度和高度移动。

高超音速导弹这一设想最早是由美国提出来的,目的是为了完善美国的即时全球打击系统,即拥有在一小时内,定点打击全球的作战能力。

从二十世纪六十年代起,美国便开展了一系列关于高超音速导弹研究计划,如“TAT TLRS”高速打击计划、X-51A飞行实验等。

结果由于种种原因,这些计划都没有得到很好的进展,不过美国从未放弃在高超音速导弹方面的研究。

2021年美国重振旗鼓,试射AGM-183A高超音速导弹,可惜的是进行到脱离环节时,导弹没有成功从载机上脱离,最终以失败告终。

目前世界上能够掌握高超音速导弹技术的国家屈指可数,高超音速导弹的研制到底难在哪里呢?

高超音速导弹的研制就像西天取经一样要克服九九八十一难,我们着重讲一下热防护,也就是高温挑战。

巧妇难为无米之炊,材料问题不解决,高超音速导弹的研制就难以开展。高超音速导弹以5倍音速甚至是10倍音速的速度飞行时,会与空气摩擦产生大量热能,导弹外表温度最高能达到2200℃。

因此,材料的选用就格外的严苛,传统的金属防护罩或者是碳复合材料都不能满足高超音速导弹的需求,美国的高超音速导弹就曾在这方面翻过车。

2011年,美国用名为HTV-2高超音速飞行器来尝试挑战20马赫的飞行速度,结果由于飞行器前段的热防护能力不足,最终被产生的高温烧毁。

那我国解决这个难题了吗?这点不用怀疑,建国初期手搓原子弹的困境都走过来了,又怎么会被这点困难绊住脚呢?

我国早期在军工领域广泛使用的材料是钨合金复合材料,通过纳米技术细晶化钨合金,该技术完全能满足当时航空航天领域以及军工领域的需求。

不过,全球独创的纳米钨合金复合材料在面对20马赫速度的飞行器时便有心无力了。

为了解决这个问题,科学家们另辟蹊径,将两种不同的耐高温材料进行融合,是不是就能够创造出一种新型的耐高温材料了?

不得不说这种想法颇有东方玄幻小说中炼器的感觉。

于是,科学家们将超高温陶瓷材料与钨合金材料进行微纳复合,就形成了一种既具有陶瓷耐高温又具有金属良好延展性的新型材料。

这种新型复合材料能够承受3000℃以上的高温,完全满足高超音速导弹的需求。

基础材料是支撑大国崛起的根本,由于近代百年的动荡史,我国基础材料的发展与西方国家存在很大的差距。

但在科研人员的努力下,这些差距在不断缩小,甚至在一些领域形成赶超的势头。很多西方媒体评论称,中国高超音速导弹已经全球领先,外国难以仿制。

那么这究竟是捧杀还是事实呢?

我国高超音速导弹技术发展如何?

2021年,英国《金融时报》的一则报道迅速冲上了各国头条,《金融时报》表示中国正在进行高超音速武器的研究,并且已经进行试验,威力足以震撼美国五角大楼和情报组织。

实际上这种报道并非个例,早在前几年美国《华盛顿自由灯塔》就曾报道过中国正在进行高超音速滑翔飞行器试验,路线是从中国山西到西部地区靶场,并为它起名WU-14。

美国情报官员称WU-14不仅可以用于常规战略武器,还可以搭载核武器,实现一小时内全球定点打击。美国众议院议员兰迪·福布斯认为中国正在打破核平衡。

实际上,网络上关于WU-14的信息寥寥无几,仅有一些专家的推测。 WU-14采用的助推器可能是长征2号运载火箭,长征2号完全能够将飞行器速度推到20倍音速以上。

推测采用长征2号作为助推器是利用其高比冲的特性,在短距离内将飞行器的速度提升到预定速度,增加飞行器的滑翔距离。

另外,长征2号的技术已经非常成熟,质量稳定,又能满足需求,价格也较为便宜,非常符合我国把钱花在刀刃上的科研风格。

根据美国发布的消息来看,WU-14的几次试飞选取的都是我国境内最长的线路,长度在2500公里左右。

WU-14具有很强的横向机动能力,横向机动性是高超音速滑翔器的核心。在试验中,WU-14弹道甚至呈现“S”型。

如果这些情报是真实的,那WU-14的技术真的是遥遥领先了。

高超音速领域是大国竞争的新赛道,谁在这个领域中走在前言就意味着谁掌握了未来的主动权。高超音速武器能够突破现有一切导弹防御系统。

俄罗斯成功试验20倍音速的“先锋”导弹后就曾告诫美国,一切导弹防御系统在高超音速导弹面前就宛如窗户纸一般,一戳就破,这也是美国非常关注我国高超音速武器研制情况的原因。

不过我国WU-14的研制拥有一项“绝胜法宝”,那就是高精度数值风洞,高数值风洞是研制高超音速武器的必要条件之一,没有就造不出来。什么是数值风洞呢?

数值风洞就是将计算流体力学软件系统与大型计算机系统相结合,能够生成准确的气动数据,为飞行器设计提供海量数据作为支撑。

我国基于世界排名第一的超级计算机“天河”一号、二号建成了世界第一座高精度数值风洞,能够提供更精准的计算结果、更快的计算速度、更精细的流场显示。

可以说风洞就是研制飞行器的“温室”,飞行器的研发需要经过上万次的风洞试验。

世界上仅有我国的JF12复现风洞和正在建设的JF22超高速风洞,具备高超音速地面试验的能力。

有了高数值风洞,WU-14的研制也只是时间问题,不过可以肯定的是当WU-14揭开神秘面纱的那一天,一定能震撼世界。

参考文献:

[1]燕振国.《高精度数值风洞在飞行器设计中的作用》

[2]邓小刚.《高精度数值风洞的研制与应用》

[3]熊超然.《美国没有改变游戏规则的高超武器,中俄遥遥领先》.观察者网

[4]盘点2014年明星武器:中国高超音速武器WU-14引关注,新华网

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