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军事:中国高超音速武器比美厉害在哪?就是这个"啤酒肚"(2)

新浪军事 2018-08-14 10:28:08

  由于空气摩擦生热,高超音速飞行注定只能在3万米以上的高空实现,不仅环境温度低,空气也稀薄。在通常的大气层内飞行条件下,空气分子间距忽略不计,空气动力行为好比波动。但在特别稀薄的高层大气力,空气分子的间距不再可忽略。在M5.5-6以上的高超音速飞行的强烈压缩下,空气的行为好比波粒二象性,大为复杂。另外,空气的热力学性质与空气动力学性质互相作用,所以有时候也一并考虑,称为空气热动力学。

  高超音速空气热动力学条件在地面很难模拟,实飞实测又代价很大,所以长期停留在理论研究阶段,缺乏实际数据的对照和验证。乘波体在理论上早就提出了,但实际的工程实现很少。仅从这一点来说,“星空2号”就很厉害。

 

  作为世界上最先进的高超声速激波复现风洞,中科院的JF-12风洞运行成本虽然在国际同类风洞中算是很低,但每次试验(100毫秒)的成本也远超过数十万人民币水平

 

  在JF-12风洞中进行试验的乘波体模型,注意其腹部形状仍是较为传统的平坦型

  飞行体速度超过音速后,都会形成激波。低超音速时,激波锋面后的空气流动还可以作为亚音速处理,这是超音速战斗机机翼、战术导弹弹翼的设计基础。高超音速后,不仅机翼、弹翼的阻力急剧提高,升温散热问题也解决不了,必须另外想办法。

  机翼(对导弹来说就是弹翼)只是产生升力的最常见的手段,另一种做法是直接由机体(或者弹体)产生升力,这就是升力体。一些导弹在平飞时仰着头,弹体在迎风阻力增加的同时,也在动压下产生直接升力,这样的导弹设计就采用了升力体的原理。这也是压缩升力的雏形。

  更加完整的压缩升力更进一步。升力体对空气的压缩造成横向流动,被垂下的翼尖“兜住”,显著强化了升力的产生,好比从下面对着一张平坦的纸吹气还是对着脱底的纸盒子吹气一样的差别。XB-70“北欧战神”轰炸机是第一个采用压缩升力原理的飞机,但这并不彻底,机翼还产生较大的升力,压缩升力只是补充 。

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