美國高超聲速飛行器性能先進,為何卻採用中國的“錢學森彈道”?

黃權衝

首先說錢老的研究重點是彈道導彈的再入軌彈道角度控制,要有先進的熱防護和高速升阻比特性,全名叫“助推-滑翔”彈道。所謂“錢學森彈道”是民間的術語稱呼。美國高超聲速飛行器是在1970年那個時代已超過5馬赫速度飛行的試驗概念,是基於稠密大氣層的飛行流體空氣動力學驗證。兩者風馬牛不相及!

X-43A試驗機7馬赫速度下的流體力學模擬圖(CFD)

W君覺得錢老給新中國的貢獻是彈道導彈奠基人的角色,我國目前一切彈道導彈的研究都可以從他那個時代算起。彈道導彈可以末端滑翔機動的彈頭在沒有高速計算機的年代基本是無法攔截的。而且不止錢老提出過,整個19世紀50年代很多導彈和火箭專家都有這個設想,美國在彈道導彈的入軌機動上走在了試驗的前列。實際對於這方面研究起到最大貢獻的是電子控制技術的進步,原理是通過彈載計算機能夠精確控制彈頭上的姿態發動機點火,保證再入軌彈頭的角度正確。在稠密大氣層飛行時以大面受力姿態“滑翔”擊中目標。再早時間提出的還有一個“Sanger彈道”(納粹德國時期),原理是利用外太空和大氣層的密度差產生向上升力,讓彈頭或者飛機“跳”起來入軌。這些都是火箭、導彈發射外太空和回到近地面的基礎理論,沒有誰採用誰的概念。都是事物的客觀存在而已,好比每一枚導彈和火箭都要採用“牛頓定律”一樣。

還有就是目前高超音速飛行器,中美俄都有研發,美國未必是領先者。中國目前這方面的說法是“非彈道飛行器在大氣層中飛行,在達成高超音速後成功降落機場”,該飛行器“剖面特殊,飛行方式獨特,飛行速度遠超試飛中心所有機型”(2015年10月上海電視臺報道)。

目前高超音速因為無法支援人類生存的駕駛艙生產超越現有科技,故均採用無人駕駛方式進行試驗,還有就是超燃發動機的進氣和工作仍然是難題。

2001年6月X-43A第一次試飛,火箭尚未點火的瞬間


軍武數據庫

先解釋下錢學森彈道,在上面這張錢老的著名圖片中,背景其實就是錢學森彈道,傳統的彈道導彈就是向天上扔石頭,一錘子買賣。而錢學森彈道就是讓彈頭在距地面20至100公里的外大氣層,改變再入角度,此時彈頭從太空環境進入大氣層,會受到空氣的反壓效果,從而產生升力,因而可以進行增程滑翔,擴大航程,然後再進入稠密大氣。

但是在國外,其是和另一個德國人sanger的桑格爾彈道一起,歸為"Boost-glide"(助推-滑翔彈道)行列,sanger彈道是一種打水漂式的彈道,在大氣層外緣“下沉”過程中,利用大氣層和近地空間的空氣密度差,產生強大的氣動升力,把航天器彈產生跳躍效果,而地球引力將使航天器再次回落,產生又一次彈跳。實際上,錢學森導彈是錢學森和他的兩個美國同事一起提出的,而此類設計在當時並非獨創,當時各國均有研究,其中腦洞大開著稱的二戰德國研究最深,其A計劃就有大量的採用這種彈道模式的彈道導彈,用來攻擊美國。

所以說錢學森彈道只是個理論研究,從理論到實踐應用有相當大的難度和距離,就好比量子糾纏理論在1935年就提出,而以此理論的量子通訊到現在才有應用的眉目。同樣錢學森彈道看起來簡單,但實際操作中難度很大,再入角度控制等絕非易事。而錢學森彈道在之後的應用研究中,最著名也是最成功的例子,其實是航天飛機再入大氣層,其採用的就是錢學森彈道的原理,採用無動力的滑翔模式,減緩降落速度和控制降落方向。所以美國這次同樣採用錢學森彈道的模式,發展超高音速武器,也是正常不過的現象,比較錢學森彈道不需要桑格爾彈道的複雜,更利於小型彈道武器的實際應用,同樣俄羅斯在研究Yu-71也將採取這種彈道模式。

美國的獵鷹HTV-2超高速飛行器

而我們已經取得連續6次成功的WU-14超高音速飛行器,之所以能取得巨大成功,更大的原因在於我們在這一領域的投入的巨大心血,例如世界上唯一的超高音速激波風洞--JF12激波風洞,可復現25-40公里高空、馬赫數5-9飛行條件、噴管出口直徑2.5米/1.5米、試驗氣體為潔淨空氣、試驗時間超過100毫秒的超大型高超聲速激波風洞,這個激波風洞從1965年那個困難的年代開始研究,到2012年通過驗收,整整投入了科研人員半個世紀的心血!!讓美國人都眼紅不已,多次提出共同科學研究的請求。這個才是大國重器!!

新聞電視中公開的JF12激波風洞的畫面。

還是那句話,嘴炮誤國,實幹興邦,我們現在的科研成果,是一代代科研工作者辛苦鑽研出來的,不是鍵盤俠們隨便打幾個字就可以的。


五嶽掩赤城

牛頓強制站在巨人的肩膀上,力學三定律就變成牛頓的了;

愛因斯坦總結了相對論,其他科學家就可以變成空氣了;

錢學森提出一個合理非最優的理論模型,飛行器就成中國的了


宇智波D傑克東

不明白問這個問題有什麼意義?國外先進的東西就不能採用中國人提出的理論嗎?為什麼採用?人家理論好唄,目前沒有更好的理論唄。題主的觀點好像中國的東西就拿不出手,外國人用了你感覺不太正常似的!


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