首次證實!中國秘密測試高超音速空空導彈,專打B-21隱身轟炸機_風聞
科大二助-1小时前
作者 | 科羅廖夫
來源 | 科大烽火
據香港《南華早報》報道,中國科研人員在一篇論文中表示,某型高超聲速空空導彈正在接受氣動熱試驗,以滿足解放軍對超遠程空空作戰提出的嚴苛要求。港媒指出,相關試驗是在電弧熱風洞中進行的,此類設施可以模擬高速導彈經受的高熱流密度環境。據美國IE雜誌説法,上述空空導彈的速度可達9馬赫甚至更高,會對包括B-21隱身轟炸機在內的美空軍飛機有極大威脅。

目前,多國在發展空空導彈方面,主要在提高射程、增強殺傷、追求制導、拓展範圍等領域發力,尤以提高空空導彈射程最為突出,同時也對空空導彈的速度提出了更高要求。例如美國《空軍與太空軍雜誌》就曾在題為《第五代武器》的文章中認為,第五代武器應具備隱身、更快的速度、更遠的射程、更緊湊的彈體,模塊化、協同作戰和數字化設計等七大關鍵特徵。
這裏出現的“更快的速度”,即指空空導彈要從現有的超聲速邁入到高超聲速。另外美國智庫戰略與預算中心還提到,速度6馬赫數的高超聲速空空導彈,需要耗時10分鐘才能打擊1100千米外的目標,這對於瞬息萬變的空戰時間顯得過長。所以高超聲速空空導彈的速度,絕不是突破5馬赫以上那麼簡單,馬赫數數值要越高越快,如此才能壓縮導彈飛行時間與敵方反應時間,在技戰術角度達到出其不意的效果。

然而隨着空空導彈飛行速度的提高,彈體表面氣動加熱現象顯著增加,進而導致彈體温度急劇上升。研究表明,當導彈飛行馬赫數達到5時,此時駐點温度可達850℃。劇烈的氣動熱極易導致材料喪失強度,艙內電子及通信組件等受到破壞,影響飛行可靠性。
導彈轉入高超聲速階段後,空空導彈面臨的熱燒灼情況會進一步加劇。一方面是導彈可能遭受外形的熱損傷和結構變形,乃至損毀,這將嚴重威脅其運行安全。另一方面,極端熱環境還可能在導彈結構中誘發熱應力和熱形變。這些形變又會導致導彈氣動特性發生改變,對其飛行軌跡與姿態的穩定性產生不利影響,因此必須對高超聲速空空導彈進行有效的熱防護。

空空導彈的熱防護系統,由彈體外防熱、彈體內隔熱和艙內熱控三方面組成。彈體外防熱系統包括以下特點,①是任務剖面複雜,需要面臨掛飛和自主飛兩種工況。②是服役環境苛刻,不僅要適應大陸氣候環境,還要適應艦載海洋氣候環境。③是批量大,需要考慮成本和生產週期。
彈體內隔熱則注重隔熱材料的特性,諸如耐熱性—如何抵禦高温高速氣流沖刷;隔熱性—如何有效屏蔽熱量;環境適應性—如何適應各種極端環境。最後是艙內熱控技術,主要是為了解決高可靠性要求的設備與高功率、大密度電子元器件的散熱問題,分為主動控制與被動控制兩種。

港媒提到的電弧熱風洞,屬於高焓風洞的一種,分為激波風洞、蓄熱風洞、燃氣式風洞等。高焓風洞是評估空空導彈外防熱性能較為直接的方法之一,它通過高速氣流模擬導彈的實際飛行條件,包括高速、高温和高動態壓力環境。這類試驗(氣動熱)能夠全面評估導彈熱防護系統的整體性能,涵蓋材料、結構和冷卻系統的綜合效應。
具體到電弧熱風洞,其運作是基於電弧對氣體的加熱作用,能產生高達數千至數萬度的熱氣流,用以復現高超聲速飛行器前端壓縮氣體對飛行器的加熱現象。儘管該風洞存在着氣流温度分佈不甚均勻、有效試驗時間短暫、費用高昂等缺點,但對導彈熱防護系統最終的試驗性考核上,卻離不開該風洞。

(美國IE雜誌在報道中稱,中國的高超聲速空空導彈“可能會對敵方飛機造成致命傷害”)
照此情況來看,我國研發的高超聲速空空導彈,在熱防護系統方面的相關測試要麼已經結束,要麼就是趨於尾聲,總之這塊硬骨頭已是被啃得差不多了。美國IE雜誌援引《南華早報》的話分析稱,中國開發高超聲速空空導彈,飛行速度約為9馬赫或者更高,由此對美空軍的B-21來説是個“壞消息”。
緊接着IE雜誌又表示,目前大多數美國軍機都配備有導彈告警系統,能夠探測到數公里外奔襲而來的空空導彈。可隨着來襲導彈的速度提高,令飛行員的反應時間被大幅壓縮,要想在這種情況進行機動規避,或是釋放干擾彈的話只會更難。美軍B-21隱身轟炸機不具備超音速能力,一旦被我國高超聲速空空導彈盯上後,B-21的結局將會很難看。

高超音速空空導彈具有超遠程的高速打擊能力能夠實現對整個空域的掌控,無疑將對未來空戰產生顛覆性變革。高超音速空空導彈也給正在發展的六代機添加了最有力的遠程武器,讓中國的六代機成為“遠程高速殺手”,能夠在第一島鏈外秒殺敵人的隱身轟炸機。