近日, 我國成功試射了“星空-2”高超音速飛行器, 這是我國航天部門首次公開披露吸氣式高超聲速飛行器的試驗消息。 高超聲速飛行器是指飛行速度超過5倍聲速(馬赫)的飛行器, 例如洲際彈道導彈的最大速度可達24至32倍聲速, 是典型的高超聲速飛行器。 高超聲速技術是當今世界各航空航天強國技術發展的重點, 除了洲際彈道導彈等傳統的高超聲速飛行器之外, 近十多年來在國際上有以下兩類臨近空間(一般指距地面20至100公里的空域, 飛機飛不上, 衛星落不下, 具有特殊的戰略優勢)高超聲速飛行器備受關注,
一類是臨近空間吸氣式巡航飛行器,
這類飛行器是以超燃及組合動力沖壓發動機為動力、可在臨近空間進行高超聲速巡航的一類飛行器。
在巡航類飛行器氣動布局中,
主要還是采用乘波體氣動布局,
著名的X-51A就是由波音公司設計制造的吸氣式巡航飛行器,
該飛行器主要目的是驗證碳氫燃料的超燃沖壓發動機。
激波產生的壓力直接作用在機身前體下方,
從而為飛行器整體提供升力,
具有典型的乘波體特征。
我國的“星空-2”高超音速飛行器是國內公開的首款乘波體氣動布局的高超聲速吸氣式試驗飛行器,
采用超燃沖壓發動機做為動力,
最大試驗速度為6馬赫,
高超聲速吸氣式巡航飛行器的優點是機動能力極佳, 體積小巧, 超燃沖壓發動機帶來的高比沖優勢使體積重量明顯小于火箭發動機。 “星空-2”高超音速飛行器的新聞報道中也重點強調了其可做彈道大機動轉彎動作。 但高超聲速吸氣式巡航飛行器的缺點是由于一般需要火箭助推進入沖壓發動機工作速度范圍, 受火箭運載艙尺寸及容積率限制導致自身所帶燃料有限, 進而限制了飛行器的飛行距離。 另一類是臨近空間助推滑翔飛行器, 這類飛行器沒有發動機提供動力, 首先用火箭多級助推, 以高超聲速進行遠距離滑翔, 然后在臨近空間頻繁出入大氣層,
美國研發的HTV“獵鷹”系列試驗飛行器是這一類的典型代表。
其中HTV-2設計最大射程16668千米,
橫向機動距離5556千米,
最大飛行速度達到馬赫數20,
可一小時內實現全球到達,
但所做的兩次試驗均告失敗。
我國也在積極研發臨近空間高超音速助推滑翔飛行器。
在介紹航天一院朱廣生總師先進事跡中,
首次披露:“他轉任某重大工程飛行器總師后,
為實現臨近空間多級固體助推技術特種飛行器“打水漂”式洲際飛行,
不畏艱險、勇挑重擔,
提出并成功驗證“一級大攻角壓低彈道+非連續助推重力轉彎+上面級全力加速”多級固體助推技術,
為了進一步提高高超聲速飛行器的飛行距離和機動能力, 我國科研人員在研發成功上述兩類高超聲速飛行器的同時, 還在研發一種能夠兼具滑翔類飛行器高升阻比、大航程, 及吸氣式沖壓發動機高比沖優勢、高機動性能的跨界飛行器。 據公開資料披露, 該飛行器采用內外流乘波飛行器布局,
這種布局與目前熱門的火箭基組合循環推進系統RBCC(火箭發動機和沖壓發動機有機結合在同一流道中)相比, 保證了發動機流道與乘波面相互獨立、互不干涉,大大減小了高馬赫數無動力滑翔飛行時發動機產生的阻力,同時也避免了長時間高速飛行時對發動機的氣動加熱。
保證了發動機流道與乘波面相互獨立、互不干涉,大大減小了高馬赫數無動力滑翔飛行時發動機產生的阻力,同時也避免了長時間高速飛行時對發動機的氣動加熱。