文/ 蘭順正

▲ HSTDV 安裝在烈火-1 導(dǎo)彈的助推器上等待發(fā)射

據(jù)印度相關(guān)媒體報道，9 月7 日印度在位于巴拉索爾的APJ Abdul Kalam試驗場成功對該國研發(fā)的高超聲速技術(shù)驗證飛行器（HSTDV）進行了測試。報道稱，這種國產(chǎn)高超聲速技術(shù)將為印度研發(fā)6 馬赫的高超聲速導(dǎo)彈鋪平道路，印度成為繼美國、俄羅斯和中國之后的第4 個成功測試高超聲速技術(shù)的國家，加入了“高超聲速導(dǎo)彈俱樂部”。

高超聲速飛行器指飛行速度超過5 馬赫的飛機、導(dǎo)彈、炮彈等有翼或無翼飛行器的總稱。由于高超聲速飛行器具有高度、高速的特點以及高效的突防和偵察效能，可大大擴展戰(zhàn)場空間，所以其巨大的軍事和經(jīng)濟價值十分引人注目，被軍事專家視為繼螺旋槳、噴氣推進之后航空史上的第三次革命性成果。目前，世界主要軍事大國持續(xù)大力推進高超聲速飛行器的演示驗證和型號研制，一場搶占未來戰(zhàn)爭制高點的競賽大幕已經(jīng)拉開。

▲ 烈火-1 導(dǎo)彈助推器將HSTDV 發(fā)射到距離地面30 公里的高空示意圖

首飛失利

高超聲速飛行器大致可分為兩個種類：第一類為依靠自身先進的推進系統(tǒng)就可實現(xiàn)大氣層內(nèi)數(shù)倍聲速的飛行器，這主要得益于它所具有高性能動力推進系統(tǒng)。超燃沖壓發(fā)動機、脈沖爆震發(fā)動機是這類高超聲速飛行器的關(guān)鍵技術(shù)。第二類高超聲速飛行器又被稱為助推滑翔高超聲速飛行器，其特性可以描述為：在彈道導(dǎo)彈的基礎(chǔ)上，增加了進入大氣層后的利用氣動控制系統(tǒng)以實現(xiàn)有限的機動，具備有效升力拉起，并且能在大氣層內(nèi)長時間滑翔飛行。

一直以大國自居的印度在多年前就加入了這場高超聲速的競賽。在助推滑翔方面，早期印度為提高導(dǎo)彈射程和突防能力，在其彈道導(dǎo)彈發(fā)展項目中曾廣泛應(yīng)用助推滑翔技術(shù)，這使其積累了較多的助推滑翔設(shè)計和應(yīng)用經(jīng)驗。在超燃沖壓發(fā)動機方面，為了能更好地進行相關(guān)研發(fā)工作，2005 年印度在維克拉姆·薩拉巴伊空間中心修建了第一座高超聲速風(fēng)洞，能達到 5 ～25馬赫。2014 年，印度國防研究與發(fā)展組織（DRDO）在班加羅爾又建成了新的高超聲速風(fēng)洞，并完成了8.4 馬赫測試。而HSTDV 項目是DRDO 于2005年發(fā)起的，旨在研制一款超燃沖壓發(fā)動機驗證器，為后續(xù)發(fā)展高超聲速巡航導(dǎo)彈驗證關(guān)鍵技術(shù)。印度于2005 年完成了HSTDV 的彈體和發(fā)動機框架構(gòu)造設(shè)計，隨后在英國、以色列、俄羅斯等國的幫助下進行了多次空氣風(fēng)洞測試。2007 年2 月，印度在班加羅爾舉行的航空航天展覽會上展出了HSTDV 的模型。從公布的外觀圖片看，HSTDV 采用了常見的乘波體結(jié)構(gòu)設(shè)計，但又不同于助推滑翔常用的梭形或三角形乘波體外形，其船型乘波體結(jié)構(gòu)中設(shè)計了非機身融合的側(cè)翼和后操縱舵，發(fā)動機則采用了所謂“三維側(cè)壓式進氣道”。這種設(shè)計表明HSTDV 主要用于超燃沖壓發(fā)動機的初步試驗，其飛行速度也大致限制在8 馬赫以內(nèi)。HSTDV 采用國際上通行的碳?xì)浠衔锶剂希捎诠ぷ鲿r燃燒室的溫度很高，因此發(fā)動機采用雙壁結(jié)構(gòu)，朝向燃燒區(qū)的內(nèi)壁使用的是一種特殊的鈮合金，而外壁使用鎳鉻鈦合金提供結(jié)構(gòu)強度。另外，為了克服飛行時的氣動加熱，HSTDV 的彈翼和尾翼表面使用了鈦合金，高溫區(qū)域采用的是碳復(fù)合材料。當(dāng)時印度方面稱HSTDV 在2008 年就會進行飛行試驗，不過后來由于資金和場地問題，該項目進度嚴(yán)重滯后，一直拖了10 年左右。

直到2019 年6 月12 日，HSTDV才進行了第一次高超聲速飛行試驗，雖然印度高調(diào)宣布成功，但不久媒體即披露該試驗遭遇失敗。按照原計劃，HSTDV 飛行至 30 ～40 公里高空后，將與烈火-1 導(dǎo)彈助推器分離，并啟動以煤油為燃料的超燃沖壓發(fā)動機，以6馬赫的飛行速度巡航，但媒體透露由于助推器失控，未能將HSTDV 送至預(yù)定高度，所以試驗未達到預(yù)期目標(biāo)。

▲ 印度公布的HSTDV 模型

▲ 吊掛在B-52 轟炸機翼下的X-51A 高超聲速試驗飛行器

高超聲速導(dǎo)彈仍在路上

此次測試中，HSTDV 同樣由一枚烈火-1 導(dǎo)彈的助推器搭載升空，測試一共持續(xù)了5 分鐘。測試具體細(xì)節(jié)為：當(dāng)?shù)貢r間7 日上午11 點03 分，烈火-1導(dǎo)彈的助推器將HSTDV 帶到了30 公里的高度，之后與HSTDV 分離，隨后HSTDV 的進氣口打開，超燃沖壓發(fā)動機成功點火，燃燒持續(xù)了20 多秒，飛行速度達到了6 馬赫。DRDO 稱，對HSTDV 的所有參數(shù)都進行了測試，包括燃燒室壓力、進氣口結(jié)構(gòu)和控制制導(dǎo)技術(shù)等。另外一位印度高級官員也表示：“從所有預(yù)定參數(shù)上看，HSTDV 都表現(xiàn)出成功，包括在應(yīng)對2500 攝氏度的燃燒溫度和空氣流體速度的能力等方面?！?/p>

無疑，9 月7 日的試飛成功確實讓印度在高超聲速領(lǐng)域邁出了一大步，但是印度媒體隨后宣稱此次實驗讓印度有望在5 年內(nèi)制造出第一枚高超聲速導(dǎo)彈的說法卻令人懷疑。對標(biāo)國際上的同類產(chǎn)品就會發(fā)現(xiàn)，吸氣式高超聲速導(dǎo)彈的研發(fā)異常艱難。如美國的X-51A 高超聲速試驗飛行器在第一次試射時，其超燃沖壓發(fā)動機工作已經(jīng)達到了140秒，即便如此，從X-51A 的首次試飛至今已經(jīng)過去10 年，美國采用超燃沖壓發(fā)動機的高超聲速巡航導(dǎo)彈還是遙遙無期。俄羅斯的“鋯石”高超聲速巡航導(dǎo)彈已經(jīng)過多年秘密研究，雖然其也經(jīng)歷了多次試射，不斷取得突破，但其能否在預(yù)計的2021 年至2022 年服役，仍有待觀察。再看一下印度國內(nèi)與HSTDV 項目并列的吸氣式高超聲速導(dǎo)彈“布拉莫斯2”項目，雖然該導(dǎo)彈與俄羅斯“鋯石”導(dǎo)彈使用同樣的發(fā)動機和推進技術(shù)，其基礎(chǔ)和投入都要比HSTDV 項目成熟，但樂觀估計還需至少10 年。而印度這次測試的飛行器大致相當(dāng)于10年前美國X-51 的水平，且技術(shù)水平還差很多。另外印度在HSTDV 上的自主化成分較多，因此HSTDV 盡管跨過了第一道“坎”，但是距離真正意義上的成功還有很長的路要走。