近日,有網(wǎng)友貼出美國(guó)下一代戰(zhàn)略偵察機(jī)SR72的衛(wèi)星照片。
那么SR72究竟是一種什么樣的偵察機(jī)?
SR72是由美國(guó)洛克希德·馬丁公司于2007年提出的新型戰(zhàn)略隱身多用途無(wú)人飛機(jī)概念,該型機(jī)本身涵蓋完整的偵察系統(tǒng)并可攜帶在超高至臨界空域的新型武器,集情報(bào)收集、偵察、監(jiān)控、打擊等諸多功能為一體。
從衛(wèi)星照片來(lái)看,該機(jī)背部明顯隆起,后掠角遠(yuǎn)大于普通超音速飛機(jī),甚至比最高飛行速度達(dá)3馬赫的SR71還要大,明顯是一款追求極速飛行的飛機(jī)。2013年11月,美國(guó)《航空周刊》雜志網(wǎng)站披露,SR-72最高飛行速度高達(dá)6馬赫,目前各國(guó)列裝的絕大部分防空導(dǎo)彈甚至都無(wú)法追上它,根據(jù)計(jì)劃安排,該機(jī)將于2020年進(jìn)行首飛,預(yù)計(jì)2030年左右服役。
那么SR72又會(huì)采用什么發(fā)動(dòng)機(jī)呢?
SR72的前輩是美國(guó)洛克希德·馬丁公司于1960年代研制的SR71,最高飛行速度達(dá)到3馬赫以上,采用渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)與亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)相結(jié)合的組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī),型號(hào)為J58組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。從曝光的照片來(lái)看,SR72最有可能采用渦扇—亞超結(jié)合沖壓組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī),這也是J58組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的升級(jí)版,兩者具有繼承發(fā)展關(guān)系。
渦扇—亞超結(jié)合沖壓組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理是,0-2.5馬赫時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)以燃?xì)鉁u輪模式產(chǎn)生推力;達(dá)到2.5馬赫以后,關(guān)閉燃?xì)鉁u輪部分,啟動(dòng)“亞-超結(jié)合”沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)以“亞燃沖壓模式”接力;達(dá)到4.5馬赫左右時(shí),調(diào)整進(jìn)氣道,轉(zhuǎn)換成“超燃沖壓模式”繼續(xù)運(yùn)行,最高飛行速度可超過(guò)5馬赫。
SR72高超音速偵察機(jī)剖面圖
由于亞燃沖壓模式在2.5馬赫至4.5馬赫區(qū)間存在有效推力下降的問(wèn)題,該機(jī)還可能在亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)涵道里集成小型吸氣式火箭發(fā)動(dòng)機(jī)用于提高2.5馬赫至4.5馬赫區(qū)間的有效推力。
盡管SR72已經(jīng)亮相,但能否突破發(fā)動(dòng)機(jī)和隔熱材料技術(shù)仍有待觀察。
如果最終確認(rèn)SR72采用渦扇—亞超結(jié)合沖壓組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī),那么如何確保超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行就成了一個(gè)棘手問(wèn)題。由于美國(guó)現(xiàn)有超級(jí)風(fēng)洞難以滿(mǎn)足高超音速飛行器測(cè)試需求,美國(guó)多款高超音速飛行器屢試屢敗。以X51A高超音速飛行器為例,從2010年開(kāi)始,X-51A先后進(jìn)行了四次飛行試驗(yàn),結(jié)果四次全部失敗!X51A的測(cè)試目標(biāo)是以6馬赫的速度持續(xù)飛行300秒。然而實(shí)際測(cè)試中該飛行器要么失聯(lián)墜毀,要么沒(méi)有達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康模?/strong>最成功的是2013年進(jìn)行的第四次測(cè)試,X51A高超音速飛行器在測(cè)試中首次以“5.1馬赫”速度持續(xù)飛行了240秒,但仍未達(dá)到測(cè)試目標(biāo)。2020年2月10日,美國(guó)空間最終宣布決定放棄研發(fā)X-51A項(xiàng)目,理由包括“該原型機(jī)采用的相關(guān)技術(shù)尚不完善”。
X51A
“失聯(lián)墜毀”最有可能是因?yàn)轱w行過(guò)程中,飛行器前緣與空氣高速摩擦,產(chǎn)生1000℃以上高溫,持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)就會(huì)導(dǎo)致該飛行器被燒毀從而導(dǎo)致失聯(lián)。雖然我們尚不清楚美國(guó)的高超音速飛行器研發(fā)失敗的具體原因是什么,但根據(jù)美國(guó)相關(guān)機(jī)構(gòu)披露的消息來(lái)看,其面臨的技術(shù)瓶頸主要集中在高超音速發(fā)動(dòng)機(jī)和隔熱技術(shù)上面。歸根結(jié)底還是地面測(cè)試不夠充分導(dǎo)致的,說(shuō)白了就是風(fēng)洞技術(shù)難以滿(mǎn)足高超音速飛行器研發(fā)測(cè)試需要。
盡管SR72實(shí)際最大飛行速度可能達(dá)不到6馬赫,但要達(dá)到4馬赫還是比較容易的。
研究資料顯示,當(dāng)飛行器飛行速度達(dá)到3馬赫,其機(jī)體表明與空氣摩擦產(chǎn)生的溫度就高達(dá)260℃,如果飛行速度提升到6馬赫,其機(jī)體表明與空氣摩擦產(chǎn)生的溫度就高達(dá)649℃。據(jù)此推算,飛行速度達(dá)到4馬赫時(shí),機(jī)體表面與空氣摩擦產(chǎn)生的高溫將不超過(guò)400℃。
目前美國(guó)的測(cè)試紀(jì)錄是,以5.1馬赫速度堅(jiān)持240秒,那么把速度降低到4馬赫,堅(jiān)持3600秒還是非常有可能的。
上世紀(jì)60年代,美國(guó)洛克希德·馬丁公司研制的SR71高空超音速戰(zhàn)略偵察機(jī)的最大飛行速度就已經(jīng)達(dá)到3馬赫,經(jīng)過(guò)幾十年發(fā)展,在此基礎(chǔ)上發(fā)展出速度達(dá)到4馬赫的SR72就沒(méi)那么難了。緊急情況下,SR72以俯沖模式?jīng)_刺,或許最高速度可以短暫達(dá)到5馬赫甚至6馬赫。當(dāng)年SR71多次入侵多國(guó)領(lǐng)空從未被擊落,飛行速度更快的SR72只會(huì)更難對(duì)付。
SR71
面對(duì)比SR71還要難對(duì)付的SR72,我國(guó)又該如何應(yīng)對(duì)呢?
一方面我國(guó)要研制高超音速偵察機(jī)以便對(duì)等威懾,另一方面我國(guó)要研制能夠攔截SR72的攔截系統(tǒng)。
我國(guó)已列裝無(wú)偵8高超音速無(wú)人偵察機(jī),美中不足的是這款偵察機(jī)采用的是傳統(tǒng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī),比沖較低,滯空時(shí)間有限。目前來(lái)看只能說(shuō)夠用,如果要繼續(xù)提升滯空時(shí)間和作戰(zhàn)半徑,那就必須再研制一款采用等效比沖更高的組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。
令人欣慰的是,2022年珠海航展上我國(guó)廣東空天科技研究院已經(jīng)公開(kāi)展出“鳴鏑”MD-22高超音速飛行器模型。根據(jù)公布的參數(shù),該機(jī)空重1噸,載荷系數(shù)15%,即600公斤,反推其內(nèi)油為2.4噸,航程最大可達(dá)8000公里,最大飛行速度更是高達(dá)7馬赫。整體技術(shù)指標(biāo)高得驚人,遠(yuǎn)超美國(guó)引以為傲的SR71超音速偵察機(jī)。
實(shí)際上,廣東空天科技研究院官方網(wǎng)站報(bào)道透露,MD-22已經(jīng)成功進(jìn)行了臨近空間投放高速飛行器實(shí)驗(yàn)和空間飛行器返場(chǎng)實(shí)驗(yàn)等五類(lèi)七次相關(guān)試驗(yàn)。也就是說(shuō),MD-22并不只是模型,而是已經(jīng)實(shí)際測(cè)試飛行過(guò)的真機(jī)!
由此可見(jiàn),在高超音速飛行器領(lǐng)域,我國(guó)的技術(shù)水平已經(jīng)遙遙領(lǐng)先美國(guó)!我國(guó)并不缺少能夠?qū)嵤?duì)等威懾的高超音速偵察機(jī),但在攔截方面,我國(guó)并沒(méi)有絕對(duì)把握。
目前,攔截高超音速飛行器是公認(rèn)的世界性難題,對(duì)于具有一定機(jī)動(dòng)能力的高超音速飛行器,高度依賴(lài)計(jì)算機(jī)進(jìn)行飛行軌跡計(jì)算的導(dǎo)彈系統(tǒng)難以精準(zhǔn)攔截摧毀這種飛行器。目前最有希望成功攔截高超音速飛行器的是激光炮,憑借光速攻擊速度,理論上激光炮可以做到發(fā)現(xiàn)即命中。
“沉默獵手”激光炮
目前已公開(kāi)的激光炮的主要問(wèn)題是輸出功率不夠大,只能攔截低空低速目標(biāo),難以在極短時(shí)間內(nèi)將高超音速飛行器擊毀。為應(yīng)對(duì)不久后外國(guó)即將實(shí)用的高超音速飛行器,我國(guó)要加緊研發(fā)能夠攔截高超音速飛行器大功率防空激光炮。
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