文/ 杨诗瑞
近期,据印度媒体报道,印度在本国东海岸进行了首次高超声速技术验证飞行器测试。该项目已持续数年,本次测试将为印度高超声速飞行器研制提供重要的数据支撑。有军事专家表示,尽管此次试射的结果扑朔迷离,但无疑彰显了印度在高科技领域追赶世界大国的决心。
近年来,随着高超声速技术不断被突破,高超声速飞行器已经从概念和原理探索阶段进入到了以高超声速巡航导弹、高超声速飞机和空天飞机等为应用背景的技术开发阶段。世界主要军事大国将其视为现代化高端军事能力建设的关键领域和重要核心,并开展了激烈竞争。
早在上世纪50年代,美、苏等大国就已经开始探索高超声速飞行器技术。截至目前,美国、俄罗斯、法国、印度等国家都在开展高超声速项目研究,并推出了部分产品。这其中既有美国的X-51飞行器,也有俄罗斯的匕首空射高超声速导弹和先锋高超声速导弹。
作为南亚地缘大国,印度也对高超声速飞行器表现出了浓厚兴趣,分别开展了高超声速巡航导弹和高超声速飞行器研究。1998年,印度国防部启动了天神下凡小型可重复使用空天飞机研制计划。
“天神下凡”采用涡轮冲压+超燃冲压+火箭组合循环发动机,可作为高超声速导弹和高超声速飞机开展对地攻击和侦察行动。
为加快高超声速飞行器研制,2017年印度空间研究组织运行调试了位于维克拉姆萨拉巴伊太空中心的高超声速风洞,其尺寸和试验能力处于世界先进行列,可以模拟各种马赫数、雷诺数和再入速度的能力。
▲ 印度国防研究与发展组织公布的高超声速技术验证飞行器模型
▲ X-43A飞行器是美国Hyper-X系列的代表作
此次印度开展技术验证的是一种配备了超燃冲压发动机的无人飞行器,能够以6马赫的速度巡航飞行,并在20秒内上升到32.5公里的高度。
冲压发动机的最大特点是结构简单,它是利用前方高速进入空气的冲压效应,使空气高度压缩,与燃料结合燃烧喷出。因此,冲压发动机的关键在于进气道设计。
从本次媒体披露的印度高超声速技术验证飞行器的模型来看,其进气道属于二元平面压缩进气道,也是目前世界上发展技术较为成熟的一种进气道结构,其代表作是美国研制的Hyper-X系列。
同时,该进气道的外形看起来和高超声速导弹上常用的进气道相似,与苏联早年进行的超燃冲压发动机试验“常规高超轴对称进气道”是同一类型。这种进气道一般只能适应6马赫以下的飞行速度,因此,主要用于超燃冲压发动机技术的最初验证。
印度国防研究与发展组织表示,此次试射的高超声速技术验证飞行器搭载在印度自行研制的烈火-1近程弹道导弹上发射升空,在进入预定高空与导弹分离后,启动了超燃冲压发动机并以6马赫的速度巡航飞行,地面指控中心通过多部雷达、遥测站和光电跟踪传感器,跟踪观测了飞行器的飞行路线,收集了相关数据,后续将开展分析,以验证关键技术。
据美国媒体报道,此次印度进行的高超声速飞行器由烈火-1导弹发射升空后便进入到一种不受控制的模式,始终无法达到预定高度,可能导致验证飞行器的飞行受到影响,本次飞行测试是否在每个节点都取得成功不得而知。
有军事专家表示,对于一种复杂的新型高超声速飞行器而言,首次飞行都会充满各种风险,虽然印度此次进行的高超声速技术验证飞行器的具体测试细节尚不明确,但其科研团队肯定会努力寻求解决测试时出现的问题。即便是获得错误的飞行数据,对先进航空技术的测试而言也是一项重大成果。
此次试射的高超声速技术验证飞行器是印度未来研制高超声速导弹的关键。据印度媒体报道,此次印度国防研究与发展组织验证了装有超燃冲压发动机的飞行器在15~20公里高度的飞行性能和其他关键技术。
该技术不仅可用于军事,制造远程高超声速巡航导弹和高超声速飞机,还可以用于包括低成本发射卫星等在内的民用领域。但在不断缩减的资金预算下,印度军方质疑这种高超声速飞行器研究能否满足部队的基本需要,这是印度国防研究与发展组织必须考虑的问题。
▲ 印度烈火-1近程弹道导弹
▲ 采用鸭式气动布局的P-750导弹可称是俄罗斯现代超声速巡航导弹发展的先驱,虽然计划流产,但从中不难看出今天俄印联合研制的布拉莫斯-2高超声速巡航导弹的影子
▲ 布拉莫斯-2高超声速巡航导弹模型
另外,印度与俄罗斯合作研制布拉莫斯-2高超声速巡航导弹的工作正在稳步推进,共有20多家俄罗斯研究所和军工企业以及数量众多的印度相关工业机构参与了研制工作。
布拉莫斯-2导弹将沿用俄罗斯锆石高超声速巡航导弹采用的超燃冲压发动机技术,推测该导弹将具备7马赫的最大飞行速度和600公里的射程,可以从水面舰艇、潜艇、飞机和地面平台上发射。
据印度媒体报道,布拉莫斯-2导弹的研制工作预计2024年完成,尽管目前还处于方案论证阶段,但印度和俄罗斯已经提供了适当的经费支持。布拉莫斯-2导弹在尺寸和质量等特征上与现役布拉莫斯导弹相似,两者将适用于完全相同的发射平台和发射方式。
总之,印度在高超声速技术研究中已经取得了一定成果,但在超燃冲压发动机方面还需要继续依赖俄罗斯技术。有军事专家表示,印度的所有高超声速计划都面临着很大的挑战,尚需要多年才能设计出实用的高超声速飞行器。