中国造出新材料,给高超音速导弹穿上铁布衫,实现一小时打遍全球

近期,在西北某靶场,由我国中航科技集团公司研制的“星空-2”号高超音速飞行系统成功发射,高超音速飞行体成功进行了10分钟的自主动力飞行,完成了预定的多项飞行试验项目,最终精准进入落区。

高超音速武器,顾名思义,属于把“唯快不破”用到极致的武器,6倍音速以上的高速度足以让现存任何导弹防御系统变成废铁,不仅如此,超高的速度还能换来超长的射程。

“星空-2”的试飞成功,证明我国对乘波体式高超音速武器的研究已经有了长足突破,“一小时之内打击全球任何目标”不再是一句科幻小说式的构想。

中国造出新材料,给高超音速导弹穿上铁布衫,实现一小时打遍全球

而在乘波体式高超音速武器的研发中,“如何将飞行器提到如此高的速度”往往不是难题,高超音速武器最大的难题之一,在于超高速飞行时,气动摩擦加热效应对飞行器表面产生的高温。

在飞行速度达到5-6倍音速时,就算是在高空,飞行器表面和空气分子的摩擦都会将飞行器表面加热到2000-3000°C的高温,一般克服这种超高温的方式,都是使用各类烧蚀材料,利用升华吸热的原理,主动“牺牲”烧蚀材料,保护飞行器的结构。

中国造出新材料,给高超音速导弹穿上铁布衫,实现一小时打遍全球

但在乘波体上,这条路行不通,乘波体的升力来源主要是其气动外形,如果外表材料烧蚀,气动外形改变,飞行器将会失控坠毁。

对此,唯一的途径就是热防护材料,热防护材料的设计及其关键,美国的HTV-2高超音速飞行器就是在冲击20马赫时,因为热防护材料在高温下失效,才在空中烧毁。

我国在热防护领域已经颇有建树,例如在这些高温场合多有应用的碳/碳复合材料,我国的研发就处于世界先进水平,这种复合材料可以在3000℃以上的高温下仍然保持强度,并且不会变软,反而“越烧越硬”,足以抵抗高速飞行的压力,是各类高超音速飞行器的一件“铁布衫”。

中国造出新材料,给高超音速导弹穿上铁布衫,实现一小时打遍全球

当然,除了“铁布衫”,高超音速飞行器还有一件“金丝软甲”。这层软甲就是疏导式热防护系统,这种系统使用液气二相变化及对流,具有热超导性,可以将集聚的热量快速疏导到冷端,即使是再耐高温的超材料,也有其耐温极限,这种时候就需要疏导式热防护热系统,将热量“转移”到航空器上未受气动加热影响的地方散发出去。

我国连连传出好消息的星空2、WU-14、DF17等高超音速试验载具,都少不了“铁布衫”和“金丝软甲”的功劳。


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