一周之前,美国通过两个行动向中国“亮剑”,表明其在高超音速导弹和中程弹道导弹防御方面取得了进展:一个行动是在佛罗里达州的卡纳维拉尔角空军基地,成功完成了一枚“暗鹰”远程高超音速导弹的端到端飞行测试,另一个行动是在关岛完成了使用陆基“宙斯盾”系统发射一枚标准-3 Block 2A型拦截弹,成功拦截了一枚由C-17运输机投掷的中程弹道导弹模拟弹。
几天之后,中国公布了两大研究进展,也在向美国“亮剑”:我们在宽域空间飞行器领域是领先的。
第一大进展,是在近日播出的、由中科院和湖南卫视联合制作的《以先辈之名 立时代新功》系列宣传片中,出现了国产宽域飞行器进行返场试飞的高清画面。
实际上片中展示的“鸣镝”宽域飞行器是一个系列,与今年珠海航展上公开展出的MD-22一样,都是由中国科学院力学研究所研制的。
(纪录片中展示的MD-19从“双尾蝎”无人机翼下释放的场景)
在宣传片中至少出现了三款“鸣镝”宽域飞行器:MD-19、MD-21和被遮住一个数字的MD-2X(可能是MD-22)。这些飞行器都有大致相同的气动布局,包括楔形机身、三角翼、双倾斜垂尾。
根据珠海航展上展出的MD-22介绍资料,该飞行器的最大起飞重量为4吨,峰值速度为7马赫,最大航程达到8000公里。
宣传片中展示了两种试验方式,一种是由TB-001”双尾蝎“无人机挂载在翼下的MD-19,飞行到远高于云层的高空释放,然后自主飞行返回机场降落;另一种是由高空气球挂载的MD-22,再从高空释放。
在片中采访主要研发工程师的背景中,出现了MD-21。宣传片证实,MD-19宽域飞行器在6年时间内完成了9次试飞任务,特别是“成功完成了全球首次临近空间发射航空器试验,实现跨域机动飞行和安全返回”。
(珠海航展上的MD-22模型)
(气球挂载的MD-22)
那么,什么是“宽域”飞行器呢?“宽域”是从速度和高度两个维度上来说的:“宽域”速度要从0到5马赫以上的高超音速,高度要从地表的机场到80公里左右的临近空间、空气非常稀薄的地方。
目前人类制造的能够从地表机场滑跑起飞的飞行器,最大飞行高度和最大飞行速度都是由美国SR-71侦察机创造的:最大飞行高度大约24000米,最大飞行速度大约3.3马赫。这个速度和高度远不能称为“宽域”。
为了达到“宽域”的目标,飞行器的材料必须能够耐高温能突破热障,飞行器的动力系统必须能够既在空气浓稠的地方工作又能在空气稀薄的地方工作,需要新原理、新形态的发动机或者组合动力,飞行器的气动设计必需能适应所有的速度和高度。
(纪录片背景中的MD-21)
中科院的这个记录片中提到的“鸣镝”系列宽域飞行器可能都还没有安装动力系统,基本都是无动力滑翔飞行,但是不排除目前“鸣镝”已经安装了动力系统,正在进行秘密飞行测试。
我们都知道,目前人类掌握的喷气式发动机,包括涡喷和涡扇发动机、亚燃冲压发送机、超燃冲压发动机,都有各自的启动条件和最大工作速度范围;火箭发动机的性能最好但它需要自带氧化剂,最大工作时间受到限制。
因此为了适应“宽域”飞行,研制新一代的动力系统是必不可少的。正好在2024年12月17日,我国民营航天企业凌空天行研制的“筋斗云”系列高速冲压发动机在新疆库尔勒取得飞行试验圆满成功。
该公司进行了高调的宣传,与“鸣镝”系列宽域飞行器的宣传相得益彰,这不是偶然的。
筋斗-400高速冲压发动机的推力超过400公斤,在20公里以上高空实现了4马赫飞行。凌空天行公司计划在2027年前推出起飞重量吨级的可以4倍音速巡航的、航程3000公里的民用无人机,到2030年左右试飞更大推力的发动机和更加实用化的飞行器。
可以说“筋斗云”高速冲压发动机和火箭发动机一起,就能为“鸣镝”系列宽域飞行器提供良好的动力系统。不知道中科院是否会和凌空天行公司合作呢?不过这并不是我国研制的唯一新型发动机:包括脉冲爆震、旋转爆震、和倾斜爆震发动机在内的一大批新型动力系统都在由我国不同的单位研制中。
(凌空天行公司研制的“筋斗云”(筋斗-400)高速冲压发动机试验成功)
因此可以肯定的是,我国在宽域飞行器领域处于世界领先地位。在25-80公里的空间内,我国的宽域飞行器将实现对各国现有飞行器的绝对优势,不论是军用还是民用。
美媒《战区》的军事专家们第一时间表示关注,并且深入分析了中国在宽域飞行器领域的发展动态,还一口咬定这些技术都会被运用于军事武器的开发。
美国也有波音公司的“女武神II”高超音速飞行器和洛马公司的SR-72高超音速飞行器等项目处于早期阶段。因此这场较量才刚刚开始,美国已经有了危机感。
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