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中国的“驭波者”来了!——看近日国内首款乘波体飞行器试飞成功

2018-08-06 16:23 来源:科普中国-军事科技前沿 

  出品:科普中国军事科技前沿

  作者:兰顺正

  监制:光明网科普事业部

中国的“驭波者”来了!——看近日国内首款乘波体飞行器试飞成功

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  近日,中国航天再次传来捷报。据中国航天科技集团公司空气动力技术研究院的消息 ,2018年8月3日06点41分,由中国航天科技集团公司空气动力技术研究院研制的高超音速飞行器系统星空-2火箭在西北某靶场成功发射,在经过近10分钟飞行试验,火箭完成主动段程序转弯、抛整流罩、级间分离、释放高超试飞器自主飞行、飞行器弹道大机动转弯等试验程序,最终按预定弹道进入落区。无疑,作为国内首款乘波体气动布局的高超声速飞行器,星空-2此次的飞行试验取得圆满成功标志着中国在乘波体高超声速飞行器的研发领域实现了质的飞跃。

  这些年来,中国在高超声速技术领域的发展举世瞩目,已被美国等视为在该领域的最大竞争对手之一。中国的WU-14(又称“东风征服”)助推滑翔飞行早已家喻户晓。同时在今年5月的军民融合展会上,国产“凌云”临近空间高超声速通用试飞平台公开亮相,从相关图片可以看到外形采用轴对称旋成体设计的“凌云”高超声飞行器弹头布置有X形四进气道,这表示中国在吸气式高超声速飞行器的核心技术之一——超燃冲压发动机的研发上也实现了突破。

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  不过在乘波体外形飞行器上,中国以前还是空白。

  乘波体的概念在1959年由诺威勒(Nonweiler)提出。所谓乘波体 (Waverider),是指一种外形是流线形, 其所有的前缘都具有附体激波的超音速或高超音速的飞行器。通俗的讲,乘波体飞行时其前缘平面与激波的上表面重合,就象骑在激波的波面上,依靠激波的压力产生升力,所以叫乘波体。如果把大气层边缘看作水面,乘波体飞行时就像是在水面上打水漂。乘波体飞行器不用机翼产生升力,而是靠压缩升力和激波升力飞行,像水面由快艇拖带的滑水板一样产生压缩升力。乘波体外形的最大优点是低阻、高升力、高升阻比。同时乘波体外形在偏离设计条件下,仍能保持有利的气动性能。另外由于乘波体下表面是一个高压区,是发动机进气口的极佳位置,并且发动机的下表面还可以与乘波体一起融身设计,使其不损失进气口阻力,所以更适合使用喷气发动机或冲压发动机,是高速远程巡航导弹和航天飞行器的理想候选外形之一。

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  美国在乘波体飞行器的研发上一直位于世界前列。2010年5月26日,美国空军研究实验室(AFRL)与国防高级研究计划局(DARPA)联合主持研制的超燃冲压发动机高超音速验证机X-51“驭波者”首飞并获得成功。另外,俄罗斯在今年年初公布的“锆石”高超音速反舰导弹也同样采取的乘波体外形。

  据悉,此次的星空-2是中国航天科技集团公司空气动力技术研究院花了三三年时间,研制的国内首款乘波体气动布局的高超声速试验飞行器。而本次的飞行实现了飞行试验窗口科学载荷的全通道测量,科学数据有效,并实现了完整回收。因此可以说,中国在乘波体飞行器研发中也已经迎头赶上。另外此次试验还有一个亮点,美国X-51历次飞行都是先靠B-52携带升空,取得一定的速度和高度后再靠自身动力加速飞行的。

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  而星空-2采用航天科工四院某款火箭作为助推系统,从地面直接将飞行器投送到预定高度,并分离自主飞行,由此推断中国版的“驭波者”投入实用的门槛将会更低。

[责任编辑:蔡琳]

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