以速取胜

2019-03-14 13:33
小学科学 2019年2期
关键词:飞行速度马赫高超音速

古人云:兵贵神速。意思是在瞬息万变的战场上,行动迅捷就能占得先机。所以,自古以来,无论是中国还是外国,作战的要诀之一就是强调速度的重要性。而在现代战争中,速度的优势不仅仅体现在行军、布局的战略层面上,更体现在真刀真枪、近身肉搏的战斗中。尤其是自从有了空军,进攻的速度空前提高,每当战争打响,空中打击一定一马当先。不过,你知道吗?现在就连空军的速度都被“嫌弃”太慢了!

空军真的不够快

发动一拨空袭,需要这样一些“步骤”:

首先,要出动像F-22、歼-20这样最先进的空中优势战斗机。它们的任务是在开战第一时间突破敌军的防空火力,率先进行精准打击,用最短的时间一举摧毁敌人的防空力量,俗称“踢门”。门踢开了,那接下来就不需要客气,什么攻击机、轰炸机全都上吧,一通狂轰滥炸。但是,这一切都需要一些辅助条件,比如预警机指挥是必需要的吧,加油机保障少不了吧,空中护航不能缺吧,一来二去,空军出击的速度就慢多了。

從20世纪末开始,各国空军就在想方设法提高自己的战时反应能力,希望能够一快再快。要多快?一小时之内打遍全球怎么样?

真的只要一小时

以现在作战飞机的速度,要想一小时之内打遍全球,肯定是不可能的。因此,空军急需一种新型的装备——高超音速武器。

声音在不同的介质中传播的速度是不同的,即便在不同温度和压强的空气中速度也不同。我们一般用“马赫”来表示飞机、火箭等飞行器在空气中的飞行速度,名称的由来是为了纪念奥地利学者恩斯特·马赫。我们通常说的1马赫,也就是1倍音速,相当于340.3米/秒,等同于1225千米/小时。

什么是高超音速武器?就是飞行速度在5马赫以上的飞机或者导弹。5马赫的意思就是5倍于音速,这是什么概念?当这种武器全速飞行时,速度约为每小时6174千米,地球赤道的周长大约是40076千米,显然,这种5马赫速度的武器,绕地球一周需要6个多小时,还不能满足一小时内打遍全球的作战需要,但至少距离这个目标已经不那么远了。最终,高超音速武器的速度目标是超过10马赫,到了那时,实现一小时内全球作战就指日可待了。

但问题是5马赫的速度很稀奇吗?要知道,洲际弹道导弹的飞行速度随随便便就能达到20马赫!那么,你一定很好奇,这“高超音速武器”到底是“高”在哪里呢?

最灵活的冲刺者

没有点独门绝技,高超音速武器还真不敢随便出来炫耀,这种武器最得意的地方就是“比我快的没我灵活,比我灵活的没我快”。举例说明:洲际弹道导弹的飞行路线是预先设定好的,一旦发射,就必须按照既定路线飞行,而无法在飞行中自主改变飞行路线,这无形中增加了洲际弹道导弹被拦截的概率。而高超音速武器能够在5马赫甚至更高速的飞行中像普通战机那样灵活机动,随时改变飞行方向,甚至做出像空中优势战斗机那样复杂、灵活的空中机动动作。

没错,高超音速武器就是这样一种“最灵活的冲刺者”,在未来的战场上,它们将创造出与今天完全不一样的战术。但是,问题又来了:由于喷气式战机的发动机需要氧气助燃,属于“大气层内发动机”,极限速度也就是3马赫。要想飞出5马赫以上的速度,究竟该怎么做呢?

“驭波”飞行

如果大气层内没指望,那么大气层外呢?

“驭波者”X-51A是美国军方研发的一种高超音速飞行器,它代表了高超音速技术的主流方案。这种飞行器在大气层外飞行,只有初始阶段需要用火箭发动机点火助推,一旦飞出大气层,“驭波者”就会像冲浪一样在大气层顶上来回“弹跳”,获得升力和速度。

飞行员才是大问题

高超音速武器的研发已经有超过20年的历史了,但一直都无法突破一项难题——飞行员。速度再快,只要是匀速运动,对飞行员来说就和静止没什么分别。可是作战中怎么可能匀速?增减速、转弯这样的动作,都会让飞行员的身体承受巨大的重力加速度,也叫“过载”,通常用G来表示。人类飞行员目前能够承受的最大过载不超过10个G,一般人承受6~8个G就会昏迷了。而高超音速武器在进行超高速机动时,过载数轻轻松松就能突破几十个G,这样的过载条件下,人体会被瞬间压碎的!

太可怕了,怎么办?

目前都是无人机

由于无法承受高超音速带来的超高过载,人类在现阶段的技术条件下,显然是无法胜任高超音速武器的驾驶任务的。因此,现阶段的很多高超音速武器都是无人驾驶的,或者干脆就是高超音速巡航导弹。俄罗斯的“锆石”和美国的HTV-2“猎鹰”都是典型代表!

而美国还有一种正在研发的SR-72,则是无人机形态的高超音速飞行器。它是著名的SR-71“黑鸟”的接班人,飞行速度6马赫,可以用于侦察、监视,甚至轰炸空袭。目前的拦截导弹,没有一种能追得上它。

最强在中国

目前,世界上全力研发高超音速武器的国家,包括美国、俄罗斯和中国。其中,中国的高超音速武器研制走在了世界最前列,连美国国防部都不得不承认,在高超音速武器领域,中国是全世界技术最先进的国家,美国至少在2020年以前,根本无法研发出对抗中国高超音速武器的方法。

目前,中国的高超音速武器方案大概分为两种。一种是利用轰炸机等大型军用飞机将飞行器带至高空,然后释放、点火,使其进入大气层展开机动作战。另一种方案则干脆就是速度超高且具备机动能力的高超音速巡航导弹,用氢作为燃料,空气中的氧气作为助燃剂,一旦发射,就形同鬼魅,难以捕捉,难以防范。

高超音速武器简直是未来空战的宠儿,但技术难度相当高。我国在这项超前武备研发中处于领先地位,为我们的国防力量提供了保障。

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