中国这个技术一出，让美国赶不上
中国这个技术一出 ， 让美国赶不上观察者网5月30日 ， 美国SpaceX公司成功发射了载人的“龙”飞船 。 在航天飞机停飞9年后 ， 美国终于再次拥有了载人空间发射的能力 。 这不仅圆了马斯克的梦 ， 也给身陷困境的特朗普解了5分钟的套 。但是在太平洋的另一端 ， 中国科学院力学研究所悄悄地发表了一条消息 ， 范学军团队在超燃冲压发动机地面试验中实现了连续600秒的运行时间 ， 打破了美国X-51研究机210秒的世界记录 。 2016年 ， 印度宣布实现了超燃冲压推动的M6高超音速飞行 ， 但发动机只工作了5秒钟 。 不久前 ， 科技部公布的第二届全国创新争先奖名单里 ， 北航的高超音速强预冷团队获奖 ， 也引起了人们的极大关注 。 这两样突破性技术的意义非同小可 。
2013年 ， 美国X-51A“乘波者”创造了以M5的速度连续工作210秒的世界纪录高超音速是航空航天科技的最前沿 。 这也是介于大气层内的航空和大气层外的航天之间的灰色但多彩的区域 。 大气层内的航空科技难以突破M3的热障 ， 大气层外的航天科技难以解决高机动飞行问题 ， 介于两者之间的高超音速飞行不仅可以M5-20的超高速飞行 ， 还具有可观的机动能力 。在2019年国庆70周年大庆的时候 ， 中国高调展示了东风17高超音速导弹 ， 这代表了当前高超音速的最高水平 ， 但这还是高超音速滑翔弹（简称HGV） 。 换句话说 ， 导弹用火箭发动机推进到近地高度后 ， 改变姿态 ， 转入高超音速滑翔 。与弹道导弹相比 ， HGV的飞行高度低 ， 由于地球曲率的缘故 ， 地面雷达的探测距离远远低于弹道导弹 ， 预警机的巡航高度也不能根本解决问题 。 在轨道上的天基探测在理论上没有视界局限 ， 但传统导弹预警是根据导弹发射时的巨大尾焰和初始轨迹来推断弹道的 ， HGV在发射时依然有尾焰问题 ， 但转入滑翔后 ， 可以通过机动能力完全摆脱简单弹道 ， 使得导弹的航迹无法预测 。在探测到发射后立刻用星载雷达全程跟踪在理论上是可能的 ， 但中轨道卫星跟踪需要巨大的星载雷达 ， 低轨道卫星则需要密集星群和“动对动”无间隙接力跟踪 。 红外光电跟踪不仅有类似的光学孔径问题 ， 还要面对复杂的地球表面热环境中检测微弱的HGV热特征的问题 。 在可预见的将来 ， 天基探测还有难以克服的技术困难 。 没有有效的跟踪 ， 就谈不上有效的拦截 ， 所以HGV的突防能力比速度更快但弹道呆板的弹道导弹更高 。
弹道导弹（RV）与高超音速滑翔导弹（HGV）的探测距离比较正因为如此 ， HGV成为各国军事科研的重点 。 中国不仅有东风17 ， 还有东风26 ， 也具有高超音速滑翔的能力 。 俄罗斯的“先锋”是洲际HGV ， 达到M27的极高速 。 美国落后了 ， 在一大堆令人眼花缭乱的快车道研发计划之后 ， 现在总算开始有点头绪了 。 但HGV的射程取决于助推段达到的高度或者大气层内的改平加速 ， 前者增加了扎猛子返回到水平起滑的平滑过渡的难度 ， 后者是把本质弹道的助推段强拧变轨了 ， 损失能量 。 比HGV更高层次的是高超音速巡航导弹 。巡航导弹是一个容易引起歧义的称呼 ， 这其实是对所有在射程内绝大部分距离上都是有动力飞行的导弹的总称 ， 掠地飞行的高亚音速巡航导弹只是巡航导弹的一种 。 大部分战术导弹不称为巡航导弹是因为火箭发动机只工作很短时间 ， 射程内主要部分都在滑翔飞行 。 这不仅对弹道导弹如此 ， 空空导弹、空地导弹甚至反坦克导弹也如此 。 常见导弹中只有反舰导弹、陆攻巡航导弹是全程有动力飞行的 。 高超音速导弹采用超燃冲压发动机后 ， 也是全程有动力飞行 ， 所以称为高超音速巡航导弹（简称HCM） 。与HGV相比 ， HCM的射程更大 ， 弹道更难探测 。 HGV的能量全部来自于助推级的火箭发动机 。 自带氧化剂的火箭发动机在重量上比可以从空气中吸取氧气的喷气发动机总是吃亏的 。 以煤油-液氧火箭为例 ， 理想燃烧的空燃比为15：1 。 也就是说 ， 每一公斤航空煤油需要15公斤氧气才能完全燃烧 。 用液氧可以节约体积 ， 但重量还是一样的 。 如果氧气可以来自空气 ， 在理论上 ， 这15公斤的液氧重量就全部可以转用于煤油 ， 射程的增加不言而喻 。喷气发动机更长的工作时间也意味着可以有更长的加速时间 ， 可以用较低的初始能量达到同样的最高速度 ， 并在最高速度上维持更长的时间 。 喷气发动机更大的能量也意味着容许更大的机动性 ， 因为机动是要消耗能量的 。 与HGV只能做相对简单的横向机动不同 ， HCM可以做更加复杂的机动 ， 甚至迂回攻击 。HCM的助推器只要加速到超燃冲压的点火速度就可以了 ， 因此对助推器的要求大大降低 ， 有助于降低助推器的体积和重量 。 较小的助推器意味着较小的发射时热特征 ， 而超燃冲压本身的热特征远远小于火箭发动机 ， 这意味着HCM实际上不可能由天基探测捕获 ， 进一步提高抗早期预警的能力 。 高超音速导弹本来就拦截困难 ， 无预警拦截就几乎不可能了 。 如果说HGV还有可能知道大祸即将临头 ， HCM就是死都不知道怎么死的了 。
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