文/ 楊詩瑞
近期,據(jù)印度媒體報道,印度在本國東海岸進行了首次高超聲速技術(shù)驗證飛行器測試。該項目已持續(xù)數(shù)年,本次測試將為印度高超聲速飛行器研制提供重要的數(shù)據(jù)支撐。有軍事專家表示,盡管此次試射的結(jié)果撲朔迷離,但無疑彰顯了印度在高科技領(lǐng)域追趕世界大國的決心。
近年來,隨著高超聲速技術(shù)不斷被突破,高超聲速飛行器已經(jīng)從概念和原理探索階段進入到了以高超聲速巡航導(dǎo)彈、高超聲速飛機和空天飛機等為應(yīng)用背景的技術(shù)開發(fā)階段。世界主要軍事大國將其視為現(xiàn)代化高端軍事能力建設(shè)的關(guān)鍵領(lǐng)域和重要核心,并開展了激烈競爭。
早在上世紀(jì)50年代,美、蘇等大國就已經(jīng)開始探索高超聲速飛行器技術(shù)。截至目前,美國、俄羅斯、法國、印度等國家都在開展高超聲速項目研究,并推出了部分產(chǎn)品。這其中既有美國的X-51飛行器,也有俄羅斯的匕首空射高超聲速導(dǎo)彈和先鋒高超聲速導(dǎo)彈。
作為南亞地緣大國,印度也對高超聲速飛行器表現(xiàn)出了濃厚興趣,分別開展了高超聲速巡航導(dǎo)彈和高超聲速飛行器研究。1998年,印度國防部啟動了天神下凡小型可重復(fù)使用空天飛機研制計劃。
“天神下凡”采用渦輪沖壓+超燃沖壓+火箭組合循環(huán)發(fā)動機,可作為高超聲速導(dǎo)彈和高超聲速飛機開展對地攻擊和偵察行動。
為加快高超聲速飛行器研制,2017年印度空間研究組織運行調(diào)試了位于維克拉姆薩拉巴伊太空中心的高超聲速風(fēng)洞,其尺寸和試驗?zāi)芰μ幱谑澜缦冗M行列,可以模擬各種馬赫數(shù)、雷諾數(shù)和再入速度的能力。
▲ 印度國防研究與發(fā)展組織公布的高超聲速技術(shù)驗證飛行器模型
▲ X-43A飛行器是美國Hyper-X系列的代表作
此次印度開展技術(shù)驗證的是一種配備了超燃沖壓發(fā)動機的無人飛行器,能夠以6馬赫的速度巡航飛行,并在20秒內(nèi)上升到32.5公里的高度。
沖壓發(fā)動機的最大特點是結(jié)構(gòu)簡單,它是利用前方高速進入空氣的沖壓效應(yīng),使空氣高度壓縮,與燃料結(jié)合燃燒噴出。因此,沖壓發(fā)動機的關(guān)鍵在于進氣道設(shè)計。
從本次媒體披露的印度高超聲速技術(shù)驗證飛行器的模型來看,其進氣道屬于二元平面壓縮進氣道,也是目前世界上發(fā)展技術(shù)較為成熟的一種進氣道結(jié)構(gòu),其代表作是美國研制的Hyper-X系列。
同時,該進氣道的外形看起來和高超聲速導(dǎo)彈上常用的進氣道相似,與蘇聯(lián)早年進行的超燃沖壓發(fā)動機試驗“常規(guī)高超軸對稱進氣道”是同一類型。這種進氣道一般只能適應(yīng)6馬赫以下的飛行速度,因此,主要用于超燃沖壓發(fā)動機技術(shù)的最初驗證。
印度國防研究與發(fā)展組織表示,此次試射的高超聲速技術(shù)驗證飛行器搭載在印度自行研制的烈火-1近程彈道導(dǎo)彈上發(fā)射升空,在進入預(yù)定高空與導(dǎo)彈分離后,啟動了超燃沖壓發(fā)動機并以6馬赫的速度巡航飛行,地面指控中心通過多部雷達、遙測站和光電跟蹤傳感器,跟蹤觀測了飛行器的飛行路線,收集了相關(guān)數(shù)據(jù),后續(xù)將開展分析,以驗證關(guān)鍵技術(shù)。
據(jù)美國媒體報道,此次印度進行的高超聲速飛行器由烈火-1導(dǎo)彈發(fā)射升空后便進入到一種不受控制的模式,始終無法達到預(yù)定高度,可能導(dǎo)致驗證飛行器的飛行受到影響,本次飛行測試是否在每個節(jié)點都取得成功不得而知。
有軍事專家表示,對于一種復(fù)雜的新型高超聲速飛行器而言,首次飛行都會充滿各種風(fēng)險,雖然印度此次進行的高超聲速技術(shù)驗證飛行器的具體測試細節(jié)尚不明確,但其科研團隊肯定會努力尋求解決測試時出現(xiàn)的問題。即便是獲得錯誤的飛行數(shù)據(jù),對先進航空技術(shù)的測試而言也是一項重大成果。
此次試射的高超聲速技術(shù)驗證飛行器是印度未來研制高超聲速導(dǎo)彈的關(guān)鍵。據(jù)印度媒體報道,此次印度國防研究與發(fā)展組織驗證了裝有超燃沖壓發(fā)動機的飛行器在15~20公里高度的飛行性能和其他關(guān)鍵技術(shù)。
該技術(shù)不僅可用于軍事,制造遠程高超聲速巡航導(dǎo)彈和高超聲速飛機,還可以用于包括低成本發(fā)射衛(wèi)星等在內(nèi)的民用領(lǐng)域。但在不斷縮減的資金預(yù)算下,印度軍方質(zhì)疑這種高超聲速飛行器研究能否滿足部隊的基本需要,這是印度國防研究與發(fā)展組織必須考慮的問題。
▲ 印度烈火-1近程彈道導(dǎo)彈
▲ 采用鴨式氣動布局的P-750導(dǎo)彈可稱是俄羅斯現(xiàn)代超聲速巡航導(dǎo)彈發(fā)展的先驅(qū),雖然計劃流產(chǎn),但從中不難看出今天俄印聯(lián)合研制的布拉莫斯-2高超聲速巡航導(dǎo)彈的影子
▲ 布拉莫斯-2高超聲速巡航導(dǎo)彈模型
另外,印度與俄羅斯合作研制布拉莫斯-2高超聲速巡航導(dǎo)彈的工作正在穩(wěn)步推進,共有20多家俄羅斯研究所和軍工企業(yè)以及數(shù)量眾多的印度相關(guān)工業(yè)機構(gòu)參與了研制工作。
布拉莫斯-2導(dǎo)彈將沿用俄羅斯鋯石高超聲速巡航導(dǎo)彈采用的超燃沖壓發(fā)動機技術(shù),推測該導(dǎo)彈將具備7馬赫的最大飛行速度和600公里的射程,可以從水面艦艇、潛艇、飛機和地面平臺上發(fā)射。
據(jù)印度媒體報道,布拉莫斯-2導(dǎo)彈的研制工作預(yù)計2024年完成,盡管目前還處于方案論證階段,但印度和俄羅斯已經(jīng)提供了適當(dāng)?shù)慕?jīng)費支持。布拉莫斯-2導(dǎo)彈在尺寸和質(zhì)量等特征上與現(xiàn)役布拉莫斯導(dǎo)彈相似,兩者將適用于完全相同的發(fā)射平臺和發(fā)射方式。
總之,印度在高超聲速技術(shù)研究中已經(jīng)取得了一定成果,但在超燃沖壓發(fā)動機方面還需要繼續(xù)依賴俄羅斯技術(shù)。有軍事專家表示,印度的所有高超聲速計劃都面臨著很大的挑戰(zhàn),尚需要多年才能設(shè)計出實用的高超聲速飛行器。