[科普中國]-中國的“馭波者”來了！——看近日國內(nèi)首款乘波體飛行器試飛成功

出品：科普中國軍事科技前沿

作者：蘭順正

監(jiān)制：光明網(wǎng)科普事業(yè)部

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近日，中國航天再次傳來捷報。據(jù)中國航天科技集團公司空氣動力技術研究院的消息 ，2018年8月3日06點41分，由中國航天科技集團公司空氣動力技術研究院研制的高超音速飛行器系統(tǒng)星空-2火箭在西北某靶場成功發(fā)射，在經(jīng)過近10分鐘飛行試驗，火箭完成主動段程序轉彎、拋整流罩、級間分離、釋放高超試飛器自主飛行、飛行器彈道大機動轉彎等試驗程序，最終按預定彈道進入落區(qū)。無疑，作為國內(nèi)首款乘波體氣動布局的高超聲速飛行器，星空-2此次的飛行試驗取得圓滿成功標志著中國在乘波體高超聲速飛行器的研發(fā)領域實現(xiàn)了質的飛躍。

這些年來，中國在高超聲速技術領域的發(fā)展舉世矚目，已被美國等視為在該領域的最大競爭對手之一。中國的WU-14（又稱“東風征服”）助推滑翔飛行早已家喻戶曉。同時在今年5月的軍民融合展會上，國產(chǎn)“凌云”臨近空間高超聲速通用試飛平臺公開亮相，從相關圖片可以看到外形采用軸對稱旋成體設計的“凌云”高超聲飛行器彈頭布置有X形四進氣道，這表示中國在吸氣式高超聲速飛行器的核心技術之一——超燃沖壓發(fā)動機的研發(fā)上也實現(xiàn)了突破。

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不過在乘波體外形飛行器上，中國以前還是空白。

乘波體的概念在1959年由諾威勒(Nonweiler)提出。所謂乘波體 (Waverider)，是指一種外形是流線形， 其所有的前緣都具有附體激波的超音速或高超音速的飛行器。通俗的講，乘波體飛行時其前緣平面與激波的上表面重合，就象騎在激波的波面上，依靠激波的壓力產(chǎn)生升力，所以叫乘波體。如果把大氣層邊緣看作水面，乘波體飛行時就像是在水面上打水漂。乘波體飛行器不用機翼產(chǎn)生升力，而是靠壓縮升力和激波升力飛行，像水面由快艇拖帶的滑水板一樣產(chǎn)生壓縮升力。乘波體外形的最大優(yōu)點是低阻、高升力、高升阻比。同時乘波體外形在偏離設計條件下，仍能保持有利的氣動性能。另外由于乘波體下表面是一個高壓區(qū)，是發(fā)動機進氣口的極佳位置，并且發(fā)動機的下表面還可以與乘波體一起融身設計，使其不損失進氣口阻力，所以更適合使用噴氣發(fā)動機或沖壓發(fā)動機，是高速遠程巡航導彈和航天飛行器的理想候選外形之一。

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美國在乘波體飛行器的研發(fā)上一直位于世界前列。2010年5月26日，美國空軍研究實驗室(AFRL)與國防高級研究計劃局(DARPA)聯(lián)合主持研制的超燃沖壓發(fā)動機高超音速驗證機X-51“馭波者”首飛并獲得成功。另外，俄羅斯在今年年初公布的“鋯石”高超音速反艦導彈也同樣采取的乘波體外形。

據(jù)悉，此次的星空-2是中國航天科技集團公司空氣動力技術研究院花了三三年時間，研制的國內(nèi)首款乘波體氣動布局的高超聲速試驗飛行器。而本次的飛行實現(xiàn)了飛行試驗窗口科學載荷的全通道測量，科學數(shù)據(jù)有效，并實現(xiàn)了完整回收。因此可以說，中國在乘波體飛行器研發(fā)中也已經(jīng)迎頭趕上。另外此次試驗還有一個亮點，美國X-51歷次飛行都是先靠B-52攜帶升空，取得一定的速度和高度后再靠自身動力加速飛行的。

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而星空-2采用航天科工四院某款火箭作為助推系統(tǒng)，從地面直接將飛行器投送到預定高度，并分離自主飛行，由此推斷中國版的“馭波者”投入實用的門檻將會更低。