科普知识:巡航导弹的速度能达到高超声速吗

现役巡航导弹都是亚声速的,飞行马赫数为0.6~0.8。1500千米的射程要飞2小时,这么长的时间,预定目标可能逃逸,也给巡航导弹的突防能力构成极大威胁。快速打击能力的要求,刺激了高超声速巡航导弹的发展。

挂在B-52机翼下的X-51A高超声速飞行器,发射后可以在2小时之内打击地球上任一目标

高超声速巡航导弹特指以吸气式发动机或以其组合发动机为动力,飞行马赫数超过5的导弹。它具有飞行速度快、射程远、突防能力强的特点,尤其在攻击对时间敏感的目标方面具有绝对优势。高超声速巡航导弹在飞行过程中要跨越亚声速、跨声速、超声速3个阶段,才能进入高超声速飞行阶段。飞行器要实现高超声速飞行,就必须克服严重的气动阻力。为了减少阻力,它大部分时间都在空气稀薄的高空飞行(通常高20~40千米),这里的空气密度只有地球表面的百分之几,甚至千分之几,气动环境极为复杂。

X-51A高超声速飞行器飞行想象图

高超声速巡航导弹的推进系统大多采用超燃冲压发动机或其组合装置。超燃冲压发动机的优点是具有较高的比冲和推力,但超声速气流流经进气道和燃烧室的时间很短(通常只有几毫秒),这使得稳定启动和燃烧极为困难,这种困难相当于在龙卷风中点燃一根火柴!因此,它也成为超燃冲压发动机最为核心的问题之一。为了满足不同作战需求,常采用超燃冲压组合发动机系统,如用于天地往返系统的火箭基超燃冲压发动机系统、用于全球快速打击和商业运输的涡轮基超燃冲压发动机系统、双燃料超燃冲压发动机系统等。

高超声速技术复杂,涉及面广,除超燃冲压推进系统外,一体化设计、空气动力学、制导导航与控制、材料试验与测试等都是亟需攻克的领域。目前,在研制的高超声速巡航导弹型号有美国的X-51A、HyFly和俄罗斯的X-90等。

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