中国领跑!美俄也不差,但印度高超音速飞行器技术还谈不上成功

科技解析站 2020-09-10 20:26:19

近日,印度官方宣称成功试验国产高超音速试验验证飞行器,号称世界上第四个试验高超音速飞行器的国家。印度国民也因此深受鼓舞,信心暴涨!

印度研制的HSTDV(模型)

那么印度试验的这款高超音速试验验证飞行器性能到底怎么样?

先来了解它发展史。

实际上,印度很早就制定并实施了“国产高超声速飞行器”研制计划。早在2007年2月,印度就曾在班加罗尔举行的印度航空航天展览会上展出过印度国产高超声速技术验证机HSTDV的模型,项目研究人员当时表示该机可能会在2008年开展飞行试验,但之后多年却并未见到任何该机已经试飞的公开报道。这期间看似没什么动静,但实际上印度人却一直在闷声发展。

2019年6月12日,印度本想一鸣惊人,结果却出师未捷。经过十多年发展的HSTDV终于开始首飞发射试验,但遗憾的是飞行过程中,作为试验飞行器助推级的“烈火”-1在发射后出现了故障,未能将试验飞行器加速到预定的试验高度和速度,最终试验飞行器飞行速度不到6马赫,达不到印度国产超燃冲压发动机的起动临界条件。因此超燃冲压发动机未能启动,试验以失败告终。

仅仅时隔一年之后,印度DRDO的科研人员们再次跃跃欲试。幸运的是这次HSTDV一飞冲天,助推器顺利将其加速到6马赫的试验速度,超燃冲压发动机也成功启动并持续工作20秒。

飞行20秒说明并没有实现全程飞行,实际上20秒后处于“布朗运动”状态。这说明试验后半段,其超燃冲压发动机出现故障,可能是过热,发动机烧毁,也可能是姿态失稳,发动机停止工作。具体原因只有印度人自己才知道。

从技术角度看,印度的超燃冲压发动机技术算初步成功,但超燃冲压试验飞行器总体技术上远远没有成功,离实用化还有很长的距离要走。如果按照美国的标准,这次试验实际上是失败的!

俄罗斯“锆石”高超音速导弹CG模型

早在上世纪末,俄罗斯格罗莫夫试飞院的GLL-31试验飞行器在飞行试验中就已经做到了超燃冲压发动机持续工作50秒的成就。

美国呢?2001年,X-43A首次试飞失败;2004年3月,X-43A第二次试验过程中以7马赫的速度持续飞行了11秒钟;2004年3月X43A第三次试飞时,最高速度曾短暂达到10马赫,并持续飞行约12秒。

X51A高超音速飞行器飞行示意图

2010年5月26日,美国波音公司在X43技术储备基础上研制的X51A高超音速试验飞行器以5马赫的速度持续飞行了210秒;2011年6月13日X51A高超音速试验飞行器开展第二次飞行试验,却未能成功;2012年8月14日,X-51A开始第3次试飞,最高速度达到6马赫,却只飞行了16秒就坠毁,试验失败。2013年5月1日,X-51A进行第4次试飞,成功以5.1马赫的速度飞行了210秒,但并未达到美国空军6马赫的试验速度,也没达到设计飞行时间300秒。

X51A高超音速飞行器实体

可见,工业水平一流、科研实力超强的美国即使经过多次试验,多次成功,也多次失败,至今也没有彻底解决高超音速飞行的所有核心技术难题。试验过程中,要么飞行速度没有达到设计指标(6~6.5马赫),要么超燃冲压发动机工作时间没有达到设计指标。

最令人意外的是我国!我们起步晚,但技术竟然超越美国,领先全世界!

2015年,某媒体报道王振国教授自创全新理论,带领科研团队完成世界首台“航空煤油再生冷却超燃冲压发动机”研制,成功进行“凌云1号临近空间高超声速飞行器”飞行试验等一系列高难度试验,并因此荣获多项国家级大奖。

国产凌云超燃冲压发动机验证飞行器

今年6月,又有媒体报道我国力学研究所的范学军团队在超燃冲压发动机地面试验中使其连续运行了600秒,打破了美国X-51"乘波者"试验机最多300秒的世界纪录而因此荣获国家大奖的事迹。值得一提的是我国超燃冲压发动机燃料采用的是普通航空煤油,优于美国X51A采用的特殊JP-7燃料,更有利于降低成本和实战。

更令人惊喜的是,我国的超燃冲压发动机已经实用化!

我国向来都是成功以后才会报道的,实际上,最晚于2015年中国版X51A高超音速飞行器“凌云1号”就已经试飞成功,而超燃冲压发动机地面600秒地面试验时间肯定早于2020年6月!原因是“凌云1号”高超音速飞行器的技术已经应用在我国的长剑100巡航导弹。2019年在国庆阅兵正式亮相了!这说明这款导弹已经正式服役了!很多人可能不知道,其实这也是一款神器!

长剑100巡航导弹能在距离地面30km以上的高空中开启超燃冲压发动机以5马赫的速度持续飞行600秒!并且其最高俯冲速度能超过6马赫!这款神器相当于美国至今都没有研制成功的X51A导弹!

长剑100高超音速巡航导弹

我国之所以能后来居上取得这么多辉煌成就主要是因为我国拥有世界领先的超级风洞JF12和FD21!这才让我国的科研团队有足够的风洞试验条件开展高超音速状态下的各类试验数据采集,为高超音速飞行器研制工作奠定了最坚实的基础。美国就是因为风洞技术落后我国,无法在地面充分模拟高超音速试验条件,对高超音速飞行器开展充分试验,这才导致其X51A至今都还没试验成功。

JF12高超音速风洞

印度这次HSTDV超燃冲压发动机的试验水平,大概达到了俄罗斯和美国在上世纪90年代初的水平。距离中、美、俄现在最高水平,还有很远的距离。

需要指出的是印度这次试验依然像以往一样,掺杂不少“水分” ,印度人好大喜功的特点在本次试验中再次暴露无遗。以色列IAI公司和英国克兰菲尔德大学对印度高超声速技术验证器计划提供了部分援助,其中包括风洞试验。而在高超音速领域技术实力雄厚的俄罗斯则在超燃冲压发动机研制和耐高温材料上为印度HSTDV提供直接支持,包括从俄罗斯进口部分核心部件。此前,俄罗斯就曾帮助印度研制“布拉莫斯”超音速巡航导弹。而且印度连超燃冲压发动机地面试验都没做就开展高空飞行试验,完全不符合科学试验的步骤。再者,印度人造假是有历史的,本次试验是否真的以6马赫的速度飞行20秒,只有印度军方自己知道。最后,即使真的以6马赫的速度飞行20秒,按照中、美、俄三国的标准,远远谈不上成功,最多也只能算初步成功。

当然了,印度至今连子弹都还要大量进口,以那么差的基础工业能造出高超音速飞行器并开展飞行试验已经算是成就非凡了!鉴于高超音速飞行器研制难度巨大,至今美、俄等国都远未能完全攻克所有难题,一方面我们不能高估其能力,另一方面也要重视这个有较大潜力的国家。

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