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[军事] 技术派|印度正测试高速风洞,谋求抢占高超声速武器制高点

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发表于 2019-11-13 02:49 PM | 显示全部楼层 |阅读模式


技术派|印度正测试高速风洞,谋求抢占高超声速武器制高点

澎湃新闻特约撰稿 张雪松

2019-10-29 15:11 来源:澎湃新闻

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高超声速武器是当下军事前沿技术发展的新热点,印度一直期待成为“有声有色”的大国,自然也不甘在这个新领域落后。
据印度媒体近日报道,印度国防研究与发展组织(DRDO)正在测试研制高超声速飞行器所需的高速风洞,不久后就能投入使用,届时印度国防部长辛格将亲自为该设施揭幕。
印度航天的高超声速技术
高超声速飞行器是指飞行速度超过5倍声速的飞机或导弹等飞行器,其飞行速度、高度都比一般飞行器更高,飞行环境要更为复杂,高超声速技术是一门集航天、航空、材料、气动、控制等多学科于一体的交叉研究领域,高超声速飞行器涉及到从推进系统、热防护系统、结构外形设计、气动控制等众多先进技术,不仅能在大气层内高速飞行,还具备二级入轨甚至单级入轨的潜力,具有很高的军用和民用价值,是航空航天领域的战略制高点。印度虽然航空工业技术薄弱,也在积极发展高超声速技术,力求在未来航空发展中占据先机。
印度空间研究组织(ISRO)为了廉价进入太空,正在进行二级入轨空天飞机的预研,其中一个关键部分就是使用试验器研究高超声速飞行特征,他们还开展了超燃冲压发动机的研究。2006年1月,ISRO在维克拉姆航天中心完成了超燃冲压发动机的设计,并开始在风洞中进行地面测试,ISRO表示发动机在6马赫速度下维持了7秒的稳定燃烧。地面风洞测试完成后,2010年3月,ISRO从萨迪什达万航天中心发射ATV-D01探空火箭,这枚3吨重的探空火箭携带超燃冲压发动机升空进行了实际飞行试验,飞行试验中超燃冲压发动机在6马赫左右工作约7秒,虽然这并非X-43A或X-51A那样的超燃冲压飞行器,而只是类似俄罗斯“冷计划”(Kholod)那样的测试飞行,但仍是印度高超声速技术的一个关键里程碑。
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2010年3月,ISRO的超燃冲压发动机升空进行了实际飞行试验
印度计划以超燃冲压动力作为二级入轨复用空天飞机的第一级,ISRO号称要把进入近地轨道的成本降低80%,为此启动了“复用运载器技术验证”(RLV-TD)项目。RLV-TD包括四项内容:高超声速飞行试验HEX、LEX着陆试验、返回飞行试验REX和超燃冲压动力试验SPEX。RLV-TD飞行器重量1.75吨,产犊6.5米翼展3.6米,它还在机腹和三角翼上使用了600多块防热瓦。2016年5月印度进行了HEX-01试验,使用单级固体火箭将RLV-TD飞行器从萨迪什达万航天中心发射升空,飞行器达到65公里高度和6马赫以上速度,在高超声速下对热防护系统、导航制导控制系统进行了验证。ISRO原定今年进行着陆试验LEX,使用直升机将试验飞行器吊到3公里高度,测试它自动返回着陆的能力,未来还将进行返回飞行试验和超燃冲压发动机飞行试验,为发展空天飞机积累技术和经验。
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“复用运载器技术验证”(RLV-TD)飞行试验

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RLV-TD外形有点像美国的X-37B轨道试验飞行器
印度军方的高超声速试验
ISRO的研究暂时只能用于民用航天,而高超声速技术具有很高的军用价值,印度军工巨头国防研究与发展组织(DRDO)也在发展高超声速技术。今年6月DRDO进行了“高超声速技术”(HSTDV)演示飞行试验,这是印度首次公开的吸气式高超声速飞行器试验。
印度军工部门对高超声速技术的兴趣也由来已久,2004年印度就完成了HSTDV的外形和气动设计,2008年DRDO主任萨拉斯瓦特表示,印度正在积极推动HSTDV项目的研究,试图通过验证高超声速气动和动力技术,为未来远程高超声速导弹以及廉价航天发射铺平道路。据传以色列和英国为HSTDV项目提供了风洞测试帮助,在以色列风洞中进行了六分之一尺寸的模型试验,俄罗斯也为高超声速技术尤其是推进系统提供了关键的帮助。2010年印度互联网上就泄露了HSTDV的模型照片,和今年实际试飞的飞行器基本一致。2012年柏林航展上DRDO就公开展示了HSTDV的模型,这种高超声速试验飞行器拥有一对短翼面和一对垂直尾翼,最明显的标志是3.7米长的矩形进气道,它的机身底部、机翼和尾部表皮使用耐热的钛合金,而背风面使用重量轻的铝合金,超燃冲压发动机进气道使用铌合金和镍铬合金提高耐热性能。
HSTDV飞行器的试验目标是在距离地面32.5公里高度上以6.5马赫的速度进行飞行,飞行器重1吨,长度为5.6米,是未来印度军用高超声速飞行器的雏形,需要的超燃冲压发动机要比ISRO在ATV-D01试验中测试的发动机更成熟和强大。印度在地面进行了HSTDV使用的超燃冲压发动机的试验,据称解决了发动机材料问题后,地面试验中发动机燃烧时间从3秒提高到20秒,而且发动机推力可达1300磅(589.7千克)。
印度DRDO原定2016年进行HSTDV的首次飞行试验,但直到2019年6月12日才使用烈火-1导弹的固体火箭发动机,顶置HSTDV试验飞行器进行了第一次飞行试验。当烈火-1导弹发射升空达到预定的高度和速度后,HSTDV飞行器分离并进行6马赫速度下的点火燃烧试验。有消息指出,这次试验只是部分成功,原因可能是由于超重等因素导致,即烈火-1导弹没能加速到预定速度,不过印度国防部驳斥了这种说法,称烈火-1导弹发射成功,HSTDV试验搜集的数据将用于分析验证高超声速的关键技术。不管HSTDV首次试验是大获成功,还是部分成功,毋庸置疑,印度军方都会推动后续的研究和试验,为印度独立发展高超声速巡航导弹打好基础。
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HSTDV首次飞行试验是否完全成功众说纷纭
俄罗斯舶来的高超技术
印度无论是民用还是军用的高超声速技术,距离研制完成并投入使用还有一段比较长的路要走,不过印度的国际政治环境不错,便于进行技术引进,高超声速技术上也是如此。印度曾和俄罗斯合作,建立合资公司联合研制生产“布拉莫斯”超声速巡航导弹。“布拉莫斯”实际上就是俄罗斯P-800反舰导弹的衍生版,同样的,印俄联合的布拉莫斯公司还在研制新一代布“布拉莫斯”导弹,不仅包括减重的“布拉莫斯”NG,还有高超声速的“布拉莫斯”II导弹。
“布拉莫斯”II导弹是俄罗斯机械制造工艺科学生产联合体(NPO Mashinostroyenia,原切洛梅设计局)和印度国防研究与发展组织DRDO联合研制的高超声速导弹。“布拉莫斯”II导弹早期号称射程290公里,速度可达7马赫,使用吸气式超燃冲压发动机,据称2020年左右有望开始进行试验。现在印度媒体报道中,“布拉莫斯”II导弹的性能指标已经提高到600公里以上的射程,最大飞行速度可达8马赫。“布拉莫斯”II导弹并非从零开始的全新之作,俄罗斯本国正在研制3M22“锆石”高超声速反舰导弹,其性能指标和“布拉莫斯”II导弹差别不大,考虑到“锆石”导弹的研制厂商正是机械制造工艺科学生产联合体,“布拉莫斯”II导弹的技术来源就不言而喻了。
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“布拉莫斯”II导弹技术来源于俄罗斯“锆石”导弹
早在2013年印度航展上,印度就站出来“布拉莫斯”II导弹的缩比模型,证明它是一种固体火箭助推,乘波体气动外形设计的吸气式高超声速巡航导弹。印度DRDO同样为“布拉莫斯”II导弹规划了多种平台发射能力,包括陆基、舰载、潜射和空射型导弹,丰富该导弹的部署和打击方式。俄罗斯“锆石”导弹据称完成了研制和试验,已经正式装备部队,印度“布拉莫斯”II导弹露面的那一天估计也不会太远,或许HSTDV高超声速试验飞行器本身就是“布拉莫斯”II导弹的前期技术预研。
600公里以上的射程和高超声速飞行的特性,“布拉莫斯”II导弹一旦装备部队将大幅提升印度军队对海和对陆远程打击能力,印度也将拥有名副其实的“航母杀手”。

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