什麼是乘波體高超聲速武器?

這個男人沒長心


二零一八年八月三日六點四十一分,西北地區某靶場內傳出一聲巨響,只見一枚火箭騰空而起,直插三十千米高度的雲霄,並在接下來的十分鐘之內分別完成拋罩級間分離,以六倍音速進行了彈道大機動轉彎等動作,最終成功按照預定軌道落進靶區。

這條消息來自於中國航天空氣動力技術研究院的喜報,那枚名叫星空2的火箭則是該院歷時三年所研製的國內首款乘波體氣動佈局的高超聲速試驗飛行器的載體,而星空2發射試驗的圓滿成功,標誌著中國實現了第一乘波體飛行器的壯舉。

說到乘波體飛行器,相信許多觀眾並不陌生,它是近年來各大國爭相研製的課題,顧名思義,乘波體就是乘著波浪的飛行器,就象一名衝浪者騎在激波的波面上,依靠激波的壓力產生升力,這麼說或許有點難以理解,相信觀眾們都打過水漂吧?如果把大氣層邊緣比作水面,那麼乘波體飛行器就是你扔出去的那一塊石頭,區別在於,乘波體在空中飛行的時候是很穩定的。

從外形上來看,它是一種扁平楔形或者錐形的流線型物體,其所有的前緣都具有附體激波,簡而言之,一切設計都是基於高升阻比以及強機動性的理念而打造,這讓其具有了速度快,高度高,巡航距離遠,乃至於突防能力強大的特點。

乘波體飛行器可以輕易達到五倍音速以上的超高速度,堪稱航空領域裡面,繼螺旋槳,噴氣推進氣之後的第三次革命性技術,說到這裡,相信很多觀眾已經知道它的作用所在了,這是一種能夠在一小時之內打擊全球任意目標的高超音速武器。

乘波體的概念最早是在一九五九年由諾威勒提出的,但真正讓乘波體進入大眾視野的,則是美國空軍研究實驗室與國防高級研究計劃局聯合主持研製的超燃衝壓發動機高超音速驗證機,X51A“乘波者”飛行器,它可以達到五點一倍音速,打擊一千公里外的任何目標僅僅需要十幾分鐘的時間。

國產乘波體飛行器的進展又如何呢?二零一一年六月,中國首次開始對使用超燃衝壓發動機的驗證飛行器展開驗證,截止二零一六年四月,我們至少已經成功進行了七次高超聲速滑翔載具HGV的試射試驗,而最高時速更是曾經達到過十倍音速,憑藉這個速度帶出的撞擊動能則更可謂恐怖。

絕對可以稱得上是代替現有反艦導彈和彈道導彈的航母剋星,而乘波體飛行器本質上其實就是一種巡航導彈或者彈道導彈,但由於它能達到現有武器所不能觸及的高度和速度,因而具有極為強大的突防能力,幾乎沒有被攔截的可能性,眾所周知,我們現在有核武器也有較為齊全的發射載體。

但是,無論是現役的東風31彈道導彈,還是094型戰略核潛艇,都和美國以及俄國同類武器存在一定差距和滯後,而且短期內這個差距似乎並不容易趕上,為了平衡戰略優勢,我們另闢蹊徑,在乘波體飛行器上走出了一片天地,讓美國仰仗的反導系統大幅降低作用,而乘波體作為下一代飛行器,是值得我們大力投入研發的。

如果說二十世紀大國利器是戰略轟炸機,路基發射井的話,那麼新世紀乘波體和彈道導彈核潛艇才是當仁不讓的王牌,這兩者一個幾乎無法被攔截,一個幾乎無法被發現,而這兩項優勢皆為轟炸機和發射井所不具備的。


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所謂“乘波體”,顧名思義,就是“乘坐著激波的物體”。在介紹乘波體飛行器前,我們先來簡要了解一下激波。激波也稱衝擊波,是物質在受力、壓強或密度和溫度條件突然發生變化時產生的一種強壓縮波。飛行器在大氣內進行超音速飛行時,由於會對空氣造成劇烈壓縮,因此會在飛行器前緣產生激波,這正是乘波體飛行器能夠在空氣中飛行的基礎。

從外形上看,雖然乘波體飛行器屬於大氣層內的飛行器,但並不具有傳統的機翼、尾翼等翼面結構,其外形呈流線型,飛行時其前緣會產生激波,由於乘波體的前緣下表面與激波上表面重合,因此能夠通過激波的壓力獲得升力。

用形象一點的說法,如果將空氣視為平靜的水面,那麼乘波體飛行器的飛行方式就是“打水漂”。由於乘波體的這種特性,對於普通飛行器來說造成極大阻礙的激波,卻成為了乘波體飛行器維持高度和速度的必要條件。

而由於對激波效應的利用,乘波體飛行器能實現普通飛行器所難以媲美的高速度。與常規飛行器所不同的是,乘波體飛行器在設計時需要先考慮空氣動力流場,然後再根據氣動流暢的分析結果設計構型。具體來說,目前乘波體飛行器分為楔形流乘波體、錐形流乘波體、傾斜錐、錐流乘波體、吻切錐乘波體、定常/變楔角法和星型體等構型,其中楔形流乘波體是目前較為常見的乘波體飛行器類型。


軍機圖


隨著時代的一點點進步,各種新興的技術不斷的出現。而最近的一種新技術就特別的受到關注,就是乘波體。光聽這名字就感覺這種技術特別的有氣勢,因為好像從名字上很難理解。比如其他的一些技術聽著可能就有點概念了,想隱身技術、電磁炮等等。

這一種乘波體主要就是一種外形標準,或者說是一種結構概念,這樣的一種概念是一種十分適合進行高超音速飛行的一種結構,簡單的來講就是流線型外形。這種結構設計出來之後,在其前緣都會具有一種附體激波,使得采用這一結構的武器能夠獲得更高的飛行速度,而且在空氣阻力方面要遠小於之前的一些外形結構。

這一種結構的產生主要是因為科技的發展,各種武器的飛行速度已經突破了音速,但是先前的氣動結構在這種速度的表現並不是很好,因此出現了這種外形結構。採用這樣的一種結構的武器或者飛行器,在飛行的時候其外形的前緣平面會和激波的上表面發生重合,也就形成了一種附體激波的形式。這一種激波在以往的氣動結構中屬於一種阻力,阻擋了飛行器、武器等的速度。但在這種結構之下,這一種激波成了一種動力,也為這些飛行器、武器等提供升力,從而使高超音速的實現更為的便捷,就有點類似衝浪的韻味。

而在目前,各國都在研製這樣的一種武器,據說中國已經有首款試驗成功了的。


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乘波體飛行器可以看作是一種“高機動飛航武器系統”(不一定是超高聲速),說白了就是有點像高空機動巡航導彈,不僅具有靈活彈道特性還具有高機動能力。

因為乘波體飛行器具有高升阻比特性,在經過氣動外形優化後可以突破傳統意義上的飛行器升阻比屏障,在偏離設計點條件下仍能保持良好的氣動特性。

而乘波體的這種特性和優點就非常有利於設計多變彈道,像我們經常說的“錢學森彈道”、“桑格爾打水漂彈道”,都是乘波體飛行器的基本彈道。而普通彈道尤其是彈道導彈彈道基本固定,哪怕像毛子匕首那種超高聲速導彈,其實也就是一種彈道導彈的變體,導彈也是固定的,唯一不同的就是發射平臺從陸基移動平臺換成了天上的飛機,在突防能力上除了“快”之外,沒有本質上的變化。

而乘波體飛行器就不一樣了,因為它彈道的多變特性,在突防能力上自然比傳統彈道導彈或者“匕首”這種超高聲速導彈要強,所以國內外對“乘波體飛行器”的研究一直非常深入,美國、俄羅斯、歐洲等都有自己的“乘波體飛行器研究項目”,只不過進展各不相同罷了。


而國內中航工業、航天科工、各科研院所也早對乘波體飛行器進行過研究,只不過一直都沒有工程化應用,而最近報道出來的星空-2可以看作是國內對“乘波體飛行器”的一個工程應用化方案。
圖注:星空2背後是航天科技集團11院,而我們“乘波體飛行器”背後涉及到科研院所就多的多了。


軍事小科普


據媒體新聞網報道,我國乘波體超高音速飛行器獲得突破,試飛圓滿成功,如此公開曝光,說明這款飛行器具備了一定的實力,非常穩當可靠的先進技術。






所謂乘波體就是一種能夠適合超高音速飛行的飛行器外形,波就是激波,乘坐在激波上。有了這新型設計理念的外形、對超高音速的飛行更適用,更能發揮威力。



激波打個比、喻,就像孫悟空駕筋斗雲,翻個跟頭十萬八千里,像觀世音的蓮花座,來去神速,就像這麼神奇的東西。神速,突防能力強,說曹操曹操就到。乘波體依靠這個激波的壓力向上產生巨大的升力,



在1959年的時候就提乘波體這麼一個概念,這個乘波體具有多種形體設計特點,有錐流乘波體,楔形,星形,非常科幻,科學的一種切合實際超高音速設計體,其特點就是,使阻力變小,速度更快,突防能力爆表。


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牛頭馬面兩鬼


看了剛剛一個哥們的回答,圖片配了不少,沒回答到點子上,關鍵問題沒回答。。。可能是知識面不足的原因吧。。。

想知道乘波體是什麼,首先要知道乘的是什麼波。

波這種東西很難描述,圖片也基本上沒有什麼特別有辨識度的。抄一個百度百科上的圖吧。

圖就是激波。也就是乘波體乘的那個東西。激波容易被人理解的方式就是音爆。7爺進氣口中間那根錐子就是激波調節椎。就是調節激波產生的位置以調整進氣量的。

高超音速條件下,通過特殊設計的機體構形,利用激波產生升力的高超音速飛行器,就是乘波體了。網上照片一大把,但是wz和星空2到底長啥樣?沒見過。美國有幾個模型基本上就是網絡版的上流傳的所有資料了。

大體也只能回答這麼多了。具體的原理我要是懂的話就不能說了對吧。。。



滿船清夢壓熙和


乘波體是指一種適宜高超音速飛行的氣動外形,飛行時飛行器的前緣平面與激波的上表面重合,就像騎在激波的波面上,依靠激波的壓力產生升力,所以叫乘波體。


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