耐高温新材料升级中国已领先的高速飞行器

时评/三杉      图/来自网络

据中华网报道：我国已经研制出一种新型金属材料，能耐住3000度高温，并且已经应用于高超音速等尖端领域，高超声速飞行器在大气层之内，能以5-20马赫的速度飞行3小时，射程达18,360公里，可以说是全球任意抵达！这项技术领先国际。

据有关资料显示：高超声速飞行器是指飞行速度超过5倍音速的飞机、导弹、炮弹之类的有翼或无翼飞行器，具有突防成功率高的特点，有着巨大的军事价值和潜在的经济价值。

当飞行器以高超音速在大气中飞行时，气动加热严重。当飞行速度达到8马赫时，飞行器的头锥部位温度可达1800℃，其它部位的温度也将在600℃以上。因此设计合适的热载荷管理系统成为必须。此前的太空“穿梭”航天器，航天飞机的热效应主要是集中在升空和再入阶段，时间相对有限，在热防护上是以隔离为主，机体材料可选余地较大。但高超音速飞行器在大气层内长时间飞行，摩擦热集中在机体的前端和翼面前缘，气动加热持续时间远比航天器要长，若没有有效的温度控制手段将无法保证结构安全，也无法保证机体内部设备的工作环境。对于热防护首先就是材料的选择，选用长寿命、耐高温、抗腐蚀、高强度、低密度的轻质材料。目前研制的和可能采用的新材料主要有轻金属材料、金属基复合材料、聚合物基复合材料、陶瓷基复合材料、碳-碳复合材料等。

只不过高超音速飞行器，与空气的摩擦热量实在是太大，对飞行器的材料与结构的选择实在是巨大难题。机体材料很可能因温度的飙升发生着膨胀形变，加之机体内不同材料的膨胀系数不同，形变程度又有着差别。这细微的形变随之可能引发高速飞行的飞行器的气动控制的改变、机体的振动乃至解体。目前在美国多数高超音速飞行器的头部多采用钨基材料，但这种较高价值的金属材料，随之引发的就是成本的居高不下，对于未来的武器化、大范围的装备又会是不小的障碍。对于层出不穷的复合材料，在新材料的设计与加工都还有这加工难度的问题，就像在美国“猎鹰”的试验计划中多次推迟的原因就有碳基壳体材料出现了剥离问题，研制人员不得不改进工艺来使材料更易制造和性能稳定。

而中国研制成功的这项领先国际的新型金属材料技术，能耐住3000度高温，并且已经应用于高超音速等尖端领域，高超声速飞行器在大气层之内，能以5-20马赫的速度飞行3小时，射程达18,360公里，可以说是全球任意抵达！

据英媒4月初报道：近日中国使用高超音速飞行器发射了一枚DF-17导弹，目标是870英里外的一个区域，这个区的直径只有几米！这种飞行器还能运载核弹，显示中国军事力量日益强大！这款高超音速飞行器2013年首飞，速度可达音速的10倍，14分钟就可以飞抵美国西海岸，目前没有任何导弹防御系统可以拦截，堪称战略级武器！

早在2018年8月6日中国就宣布了，已成功试飞了首款可携带核弹头并能穿透任何新一代反导防御系统的尖端高超音速飞行器。中国在一份声明中说，“星空”-2火箭3日从中国西北部的一个靶场发射升空。

“星空”-2火箭升空经过近10分钟飞行后，该火箭完成主动段转弯、抛罩/级间分离、试飞器释放自主飞行、弹道大机动转弯等动作，按预定弹道进入落区。该飞行器达到30公里的高度。

有军事专家的分析说，乘波体是一种在大气层中飞行的飞行器，利用自身高超音速飞行所产生的激波高速滑翔。

研究人员对飞行器的各项参数进行了验证，飞行器完整回收。这标志着“星空”-2号飞行试验圆满成功，实现了“国内第一乘波体”的飞行壮举。

向公众宣布试飞成功，这表明中国已经在这种武器上取得技术突破。专家指出，新一代反导防御系统主要用于拦截巡航导弹和弹道导弹，这些导弹要么速度较慢，要么比较容易预测，从而有可能拦截。乘波体滑翔时的轨迹相对难以预测，而且飞行速度极快，对现有反导防御系统构成极大挑战。

专家表示，任何火箭都有发射乘波体的潜力，乘波体可以携带常规弹头和核弹头。这次飞行试验表明，中国正在与美国和俄罗斯并肩前进。

另一名军事专家说，除了用于军事，这种高超音速飞行器未来还可能用于民用。这名专家说：“如果高超音速技术成熟，它还可以有其他应用，包括工业运输。”

据外媒称，尽管中国长期以来一直被怀疑研制高超音速武器，但这是官方首次正式确认研发计划。

有关专家认为，中国的试飞表明，“中国研制的高超音速飞行器的关键设备，比如分离装置、热保护装置、飞行控制装置和通讯设备，已经达到世界一流水平”。

如今，中国在新材料技术方面又得到突破，对高速飞行器的研发又提供了一个更有利的条件，因此，中国高速飞行器的发展，站在世界最高点是名副其实的现实状态！