我军为何多装备火箭助推高超,而少装备吸气式高超?有3大缺点
(本文大约2100字,阅读需要4分半钟)
我国是目前装备高超武器最多的国家,高超武器数量多,种类也多。
不过不知道各位朋友有没有注意一个问题,我军装备的高超武器大多数是火箭动力,吸气式高超仅有东风100一个型号,而且装备数量也很少。
结合其他方面的情况来看,我军目前主要发展火箭助推高超,而不怎么发展吸气式高超。
这背后的原因,和吸气式高超的3个重大缺点有关。
飞行速度不快
火箭动力的高超武器,想要获得更高的速度,只需要更换更强力的火箭发动机就行。
比如说,有资料表面,我军新型的东风27高超导弹,可能是将东风17的弹头,装上了东风26的弹体。
也就是相当于这一款高超弹头,把火箭发动机从东风17(或者说东风16)的型号,换成了东风26的型号。
东风27的最大射程超过8000公里,最大速度几乎是东风17的两倍,理论上超过了15马赫。
但是,吸气式高超武器就不一样了。
目前来说,吸气式高超主要的技术路径,是使用超燃冲压发动机作为动力,当然还有它的一些变体,不过基本原理没有变化。
我们的东风100是亚燃冲压发动机,最大速度仅有4马赫,其实严格来说都不算高超武器,官方的说法也是“超音速巡航导弹”。
超燃冲压发动机对于速度的要求是比较高的,首先它有一个速度下限,大约是5马赫的速度。
低于这个速度,超燃冲压发动机就无法产生正推力,整个高超武器就不能正常飞行。
然后,根据燃料的不同,超燃冲压发动机还有一个速度上限。
使用煤油作为燃料的时候,超燃冲压发动机的速度上限是7马赫。如果使用液氢燃料,这个上限可以进一步提高到9马赫。
但是,速度再往上就提不动了,这是原理性问题而不是技术问题,除非不用超燃冲压发动机。
从目前的技术条件来说,吸气式高超没有别的实用性的路线可以选择。
而且,液氢极难保存,可靠性也很差,不具备军用的能力。
要使用武器化的吸气式冲压发动机,只能使用煤油作为燃料,理论上的最大速度只有7马赫,这是冲压发动机原理给吸气式高超定下的限制。
而对于不断发展的反导系统来说,拦截最大速度不超过7马赫的吸气式高超,在未来将会变得越来越容易,吸气式高超发展前景并不乐观。
飞行速度不快,速度上限无法突破,这是目前吸气式高超的第一个缺点。
价格昂贵
吸气式高超这一个缺点,同样是超燃冲压发动机带来的。
超燃冲压发动机虽然结构相对简单,但是在材料,设计和加工精度上有极高要求,这些都会带来可观的成本。
而火箭发动机技术成熟,结构更加简单,而且要求不高,成本上会低很多。
超燃冲压发动机涉及特种合金的精密加工、复杂曲面结构的制造、高精度装配等一系列尖端技术和工艺。
比如说超燃冲压发动机的燃烧室,就是一个非常难加工的部件。
首先,它内部的曲面形状很复杂,而且必须相当精确地进行加工。
如果形状没有严格按照计算的结果来加工,就会使得气流流动出现预期之外的变化,影响发动机的工作。
其次,它需要承受3100K的高温,这使得它不仅要用难加工的耐高温合金制造,还要加工出复杂的冷却管路。
这些冷却管路都很小,但一个都不能错。
最后,它还需要尽可能减重,从而提高超燃冲压发动机的推重比,提高整个高超飞行器的性能。
相当复杂。
这比起制造涡扇发动机的难度,可以说有过之而无不及。短期之内,超燃冲压发动机的成本难以降低。
相比之下,在我们中国,战术级别的固体弹道导弹发动机,成本已经相当低。
东风17使用的是1.4米直径火箭发动机,这一级别的固体发动机在我们这里已经相当白菜价。
如果是有关注航天的朋友,会发现我们国家好几种固体运载火箭,直径都是1.4米。
之前有说法称,一枚东风16的造价仅需要1000万人民币,东风17是2000万人民币。
这一说法目前无法得到证实,不过从各种公开资料来看(尤其是航天领域的资料),1.4米级固体火箭发动机,在我国的生产成本是相当低。
在成本方面,起码在我国,吸气式高超是完败于同等级的火箭助推高超。
射程相对短
不出意外,吸气式高超这一个缺点,仍然是超燃冲压发动机带来的。
我们前面提到,吸气式高超的速度上限是7马赫,也就是大约每秒2.4公里。那么吸气式高超的射程,就取决于它持续工作的时间。
比如说我们之前一款超燃冲压发动机,连续工作了600秒,那么就是1440公里的高超巡航段。
算上超燃冲压发动机启动之前的加速段,还有关闭以后的滑翔段,射程大概就是2000公里。
但是东风17都已经轻松达到2000公里射程,东风27更是达到了8000公里。
要追上东风27的射程,意味着超燃冲压发动机至少要工作3000秒,这大概是目前我国实验室中最新纪录的两倍。
3000秒巡航不像速度上限那样不可能突破,但是就目前的技术发展水平来说,要实现3000秒的工作时间,还有很长一段距离。
搞科研可以继续努力,可以有耐心等待突破那一天,但是军队建设等不了。
相比之下,我们中国有相当成熟的固体火箭发动机。
固体火箭发动机不用考虑别的问题,只要把高超弹头发射出去,送出预定的速度,就结束了它的使命。
我们解放军历来讲究实用,只要能够实现战术目的,有没有高大上的科技无所谓。
在目前的技术条件下,火箭助推高超武器要全方面优于吸气式高超武器,我们解放军现阶段主要发展火箭助推高超武器,也就不难理解了。
等到以后超燃冲压发动机突破了,解决了一些限制问题后,我们自然也会研制吸气式高超武器,比如网友们设想的高超轰炸机,也不是不可能出现。
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