据报道,维纳斯宇航公司(Venus Aerospace)在阿肯色州本顿维尔的峰会(Up.Summit)上,推出了首个概念高超音速飞行器设计 “观星者”(Stargazer)。作为诞生于冷战的概念武器,为何高超音速飞机始终活跃在世界顶级军事科技前沿领域?它究竟是“针尖上的天使”,还是能真正引发“第三次动力革命”的“新动能”?而维纳斯航空这次推出的“观星者”又有过人之处?
方兴未艾,高超音速领域风起云涌
高超音速飞机,最早可以追溯到20世纪60年代的X-15。在冷战时期,为了迎合“独霸世界”的意愿,美在高科技领域积极投入,以期在两极竞争中赢得主动权。正是在这种时代背景下,高超音速武器因其高速、高机动、高突防等优点应运而生,而作为载人工具的高超音速飞机更是在提出之初,便被美列入最优先发展的现代化装备之一。60年代,由臭鼬工厂研发的SR-71“黑鸟”,便凭借比当时绝大多数战斗机和防空导弹都飞得快优越性能,出入敌国领空如入无人之境,在以色列上空侦察核设施时,就创下了令AIM-9“响尾蛇”导弹望尘莫及的奇迹。
现今,随着现代导弹技术的日渐成熟,以及空天战场对于全局重要性的进一步凸显,高超音速飞机凭借其超越导弹的速度及较高的作战空间,更是极好避开了常规武器的攻击半径,在军事领域逐渐热门,并成为大国尖端科技的展现。而面对美在高超音速武器紧锣密鼓的研发进程,世界科技强国无论应战与否,都极可能被拖入高超音速领域的军备竞赛之中,这也使得高超音速武器越发炙手可热,并在新世纪掀起热潮。
异军突起,“观星者”核心技术日臻完善
维纳斯首席执行官兼联合创始人Duggleby博士曾表示,“我们正在开发的东西简直就是革命性的”。据报道,“观星者”长30米,宽45米,理论极限速度均可达九倍马赫,从而实现一小时内遍达全球的奇迹。而得益于三项关键技术在“观星者”上的运用,其能够利用现有太空港、常规机场起飞,从而为全球航行提供了可能,大大提升了飞机实用性与普适性。那么,令维纳斯公司如此雄心勃勃的革命性技术究竟是何物呢?。
首先是新一代高效率发动机的研发。据报道显示,“观星者”所采用的高超音速发动机只产生普通飞机发动机的3%的碳,具有更为强大的单位发动效率,大大避免了“前辈”X-15仅能飞行2分钟左右,然后依靠无动力滑行10余分钟致命的缺陷。新一代发动机同时也带来了更高的动力,这也为“观星者”搭载更多乘员,更多装备提供了可能。据Duggleby博士称,未来“观星者”还将采用某种高效燃料,并对发动机进一步升级,从而赋予“观星者”更高效的动力,零碳足迹飞行的效能。
其次则是领先的制冷技术。据悉,为了避免机身和空气之间的剧烈摩擦,而带来的超高温问题,“观星者”采用了先进的制冷技术,使得机内温度可以保持在30度以下,从而有效解决机内外环境问题,能够保持内部设备的正常工作运行。
最后是创新的飞机形状。据维纳斯官网称,“观星者”采用了与大后掠三角翼融为一体的脊状机身,并且在向后延伸到大约一半时,形成了驼背式机身。三角翼的运用,是出于降低超高速抖动,追求高速性的考虑。在此基础上,“观星者”将三角翼长度加长,这无疑是在增加方向稳定性的同时,大大提升其较高巡航速度下获得的升力。另外,超长尖机鼻不仅极好地利用了空气动力学原理,减小空气阻力,还扩展机头引起激波的范围,为超长三角翼躲避音障提供了空间。
值得一提的是,相较“老前辈”X-15只能通过两片楔形风挡玻璃进行观察的不足,“观星者”还将采取窗户设计,从而获得更为广阔的高空视野,实现以机鼻和机翼作为视觉姿态进行参考,进一步避免了因飞机剧烈俯仰倾斜动作造成的人为的判断失误,在增加驾驶员平衡感觉的同时,有效提升了安全系数。
利刃淬火,“观星者”前景终究如何
作为高超音速飞行器中新一代“游隼”,“观星者”拥有极高速度,从而可以打破传统隐身的概念,避免被雷达有效探测。与此同时,其超高的机动性既是美全球化战略的一大助力,又让常规武器对其的防御变得难如登天。不得不提的是,远高于传统弹道导弹的机动能力,还赋予了“观星者”杰出的跨区域作战效能,从而凭借其 “一小时击打全球”的能力,极大压缩了对手的反应时间,这正所谓不虞之道,攻其不戒。
但与此同时,据维纳斯公司表示,“观星者”需先起飞达到170,000英尺,然后趋于平稳加速到9马赫。由于其使用了超长三角翼这一“双刃剑”,不免得将三角翼低速时性能不好的不足再次放大。同时,三角翼也因翼面积大而使得翼载较小,挂载能力偏弱。据悉,目前“观星者”仅能容纳12名载员。如果其仅是作为小型高速运输机而存在的话,这不免得略显鸡肋。因此对于功能互补型装备的研发,也仅是“观星者”亟待解决的问题之一。
除此之外,比起此前飞机中的“游隼”X-15最高6.85马赫的速度,“观星者”将速度足足提高了一半。但迄今而言,一小时环游世界的宏图仍像是空中楼阁,高效率发动机技术不成熟,经济效益低,安全性难以保证、高温下机身拉长等等一切困难,都使得“观星者”仍只停留在概念上。总而言之,面对多如繁“星”的 “拦路虎”,是借鉴如图-144可变式机鼻、协和式可下垂机头等设计,还是选择另辟蹊径?同时,若是借鉴众多方式来避免问题,又是否会造成结构杂糅,占用飞机宝贵内部空间?再者,选择另求创新又是否会显得荆棘过多,困难重重?
值得一提的是,NASA、洛克希德马丁等航空巨头纷纷表示,高超音速飞机将带来空中运输的新纪元。不管是各国军方的“力捧”,还是近年来在民航事业的高速发展,高超音速飞行器一次又一次走进人们的视野。作为继隐身战机之后,另一大可以改变现代常规战争格局的新式空中装备,据推测,在未来作战中,高超音速飞机将颠覆传统的作战时间和空间,让对手猝不及防。而此次 “观星者”也为这一领域带来了新的活力,并似乎不会像之前的X-15一样黯然退场。在过去一年左右的时间里,“观星者”实现了创纪录的规模,并预于明年开始进行飞行测试。那么,其究竟能否如Duggleby博士所说的那样,“凌驾于云霄之上”呢?但毋庸置疑的是,这还需要时间,需要实践的持续检验。(来源:光明军事)
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