水蜜桃卡通图片大全:[译]极音速飞行器和未来战争。

来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/04/28 06:32:49
  

《国防第二战线》是美国众多的智库之一。2011年3月23日美国空军X-51将再次进行飞行试验,为此《国防第二战线》采访了马克 J. 路易斯。路易斯教授现为马里兰大学克拉克学院太空工程系主任,美国航空航天研究所所长,2004-2008年担任美国空军总工程师。


X-51“乘波者”概念图



 

《国防第二战线》(一下简称SLD)问:您为极音速飞行器的背景做了有益的介绍。现在能否回到去年的进展这个话题?


路易斯:去年有三次飞行:X-37、HTV-2和X-51。让我逐个解释各自的重要性。


X-37的飞行令人鼓舞,因为在许多方面这是一种过去的技术,也是我们很久以前就应该做的。X-37相对来说是一种传统意义上的极音速飞行器,因为X-37的机翼为钝前缘,与航天飞机的机翼设计相同。换句话说X-37的前缘不是用来做加速飞行的飞行器。X-37是一种太空飞船,使用了上世纪六十年代的设计,是一种小型机翼太空飞船。机翼使飞行器具有执行行动的灵活性,飞行器可以在普通跑道降落,并且可以再次升空。从这个意义上讲X-37是太空飞船,不过是无人驾驶。


太空飞船有一个大货舱,对一些东西很有用,但不适应任何载荷。用太空飞船发射载荷就如同用一架C-5“星际”运输机运载一个小包裹一样,无论这个包裹有多小,你必须使用太空飞船。X-37的意义就是从经济上更实际,从行动上更灵活。从技术角度讲,X-37并不是尖端技术,唯一尖端的是它的自动飞行系统。


X-37



HTV-2是一个DARPA为主的项目。HTV-2具有一个非常薄的前缘,是机动重返大气层飞行器。尽管是一个研究试验机,但却向“环球远程打击”武器系统的方向发展。HTV-2可以用通用火箭发射,如果部署可以迅速飞行到地球任何一个角落,是一种非常有效的常规打击武器系统。


HTV-2本身没有动力,所以从推进系统技术的角度来说也不是什么最尖端的技术。但HTV-2在空气动力和航空材料上处于领先地位。诚实地说,HTV-2的第一次飞行试验是一个失败,只完成了飞行的一半。主要的原因是DARPA在空气动力发面没有投入足够的资金。


所以从飞行试验器的角度来说,HTV-2是一个失败,但是是一个学习的过程。HTV-2也是成功,因为我们在高速飞行方面了解到了更多的东西。值得表扬的是,DARPA在飞行失败后立即注入重要的资金力量进行了风洞和计算试验,努力找出失败的原因。


HTV-2


说老实话,X-51是最令我感到鼓舞的。我对此感到骄傲的另一个原因是X-51是空军实验室的产品。X-51是一个挂载在B-52机翼下的飞行试验飞行器,也可以说是一种远程极音速巡航导弹,在数分钟内飞行数百海里。


X-51最重要的是它是一个动力技术测试台,一种能在大气层内以极音速速度飞行的飞行器--极音速燃烧冲压发动机。


燃烧冲压发动机也可以说是世界上结构最简单的引擎。尽管去年5月的飞行试验没有100%成功,但我们从中学到了很多。(注:采访后的试验飞行时间140秒,没有在预定的100秒内达到六马赫速度)


SLD:你给我们进行了科普,您能否给我们讲一讲如何使用这些飞行装置?


路易斯:我想人们在谈论新技术的时候往往忽视一些重要的问题,比如极音速飞行器可以作为高速运载工具,是一种改变游戏规则(game changing)的技术,只谈论一种技术的单一作用。但我认为比如极音速技就象你在你的工具箱里新增加了一种迭代的工具,这个工具与工具箱中其它工具相互配合生更有效的作用。


SLD: 我们总是希望很快取得成功,如果没有在短时间内取得成功就是失败。我们总是过于关注试验的造价和开支,我们的预算如何,我们对无论是CH-53K直升机还是“鱼鹰”技术使用的决心和意志。这是第一个问题。


第二个问题是,假如我们将极音速飞行器的能力应用于远程打击武器,这就使你在从一个全新的角度使用整个武器系统,从一个战区的范围迅速可以使你的眼界扩展到全球的任何一个角落,这是1991年海湾战争中时期的人所不能想象的。


我们懂得有许多我们想影响的东西(打击目标)是机动的,并且在不停移动,很难找到并予以摧毁。但如果我们具备有了高速的打击能力,这些移动的就不再是一个不能影响的东西了。


当然速度之外还有隐形,对于移动目标来说,有了速度加隐形,我想这对控制具有威胁的环境来说就比较顺手了。


路易斯:绝对的。我完全同意,尤其是你对试验问题的评论。我们总是不愿意花本钱试验,我们不愿意冒风险,我们在极有价值的基础设施投资上短视,例如风洞和细胞试验上。


前面我提到了X-15项目。他们甘冒风险,他们用三架样机进行了199次飞行试验,即便是一架X-15坠毁飞行员丧生也没有终止项目。现在,我们甚至在一个无人驾驶飞行器上发生点小问题就终止试验,进行无休止的分析,然后再谨小慎微开始试验。


我在空军总工程师任期内开始了“高火”项目。“高火“项目是美国空军与澳大利亚国防科学技术组织的合作项目,NASA和工业界也有加入。项目的的主要内容是在澳大利亚内陆地区进行极音速飞行试验。我们当时使用了小型火箭,造价不高。但我们的口号是”我们愿意失败。如果火箭爆炸,我们再送火箭继续进行试验。我们不会用两年时间来思考哪里出了问题。事实证明我们是正确的。我看到大家都不愿意在基础设施试验上投入,甚至一些已经存在的设施我们也不愿意继续投入。这不但是对设施的投入,而且包括设施内的人员。


我提到HTV-2是比较重要的基础技术试验,空军和DARPA是这个项目的领头人。空军出一部分资金,DARPA负责管理。当项目开始的时候我们与DARPA争吵非常激烈,当时DARPA的项目主任认为不需要任何飞行前的试验。他准备在没有进行地面试验的前提下就开始飞行试验。幸亏空军有实验室有一批聪明人,他们说:你确实需要把那个东西放到风洞里。最后DARPA同意进行风洞试验,最后还是空军承担了开支。


风洞试验后我们发现预测的HTV-2飞行状态是错误的,所以我们重新进行了设计。空军想进行更多的风洞试验,DARPA又开始制造阻力,说没有必要进行地面试验了。他们认为他们完全掌握了飞行器的飞行特征。他们飞了HTV-2,结果失败了。失败后DARPA来跟我说,好吧,我们开始地面试验。其中一个原因就是新的项目主任来自空军实验室,他懂得地面风洞试验的重要性。


(采访未完,但有关极音速飞行器已经包括进去)




2011年6月13日X-51A顺利完成飞行试验,试验人员获得了重要数据。








6月13日试验:B-52母机在5万英尺高度最大飞行速度下成功释放X-51A,随后X-51A助推火箭顺利点火发射。X-51A在助推火箭的帮助下以高于5马赫速度飞行,成功完成飞行试验。

但试验人员表示本次试验并不完美,没有达到设计要求的六马赫。项目主任表示波音共制造了四架试验机,目前还剩下两架,力图在今年秋天的下一次试验中达到六马赫。

 

8月10日

美国空军由于天气的原因取消了原定今日的HTV-2的发射试验。发射将于明天进行。


根据,福克斯新闻报道,具体原因是范登堡基地上空有雷雨云层。

明天的发射试验是2010年4月试验之后的第二次。上次试验飞行时间为9分钟,包括120秒22马赫和17马赫飞行。(HTV-2:22马赫,时速21000公里/小时)

DARPA发言人表示,试验的目的是获得在地面试验所不能获得的数据。在第一次飞行后,工程人员对飞行器进行了改进,以提高飞行性能。这些改进包括改变飞行器的重心,迎角,增加了机载反应控制系统来修正襟翼。

空军发言人表示明天的天气发射间隙为早晨7时至下午1时之间(太平洋时间)。

最终目的:在一小时之内进攻世界任何一个地方。



图一:左一为地面试验样机,左二为HTV-2,左三、四为设计概念。

试验项目包括:空气热动力、高温材料和结构、导航和控制、等离子层通讯能力。


设计概念


HTV-3X则是极音速无人驾驶攻击机,具有弹仓,可回收。HTV-2则是试验机。


发射、飞行过程工作原理




发射-重返大气层-滑翔-终端打击


一直被模仿,从未被超越。

图三为进行天线测试






经历过模仿德国的阶段。个人相信这一点,好的社会制度创造人才。垃圾社会就永远跟在别人后边爬吧!

五角大楼消息:发射失败。

助推火箭在升空发射HTV-2后与地面失去联系。

DARPA对HTV-2在8月11日试飞失败的总结

1、HTV-2在控制之下以20马赫飞行三分钟,显示了科学家努力和技术研究的成果。

2、HTV-2与运载火箭Minotaur IV分离顺利,数据证明运载火箭以设计速度成功将HTV-2送到了预定点。根据项目主人美国空军少将克利斯 舒尔茨博士的话说:“Minotaur IV火箭的准确性就如同从加州投出一个三分球,在加州和夏威夷之间落入篮筐。”大多数火箭很少能做出太空机动动作,Minotaur IV火箭在飞行过程中进行了一系列“猛烈”的弯转。

3、在试验过程中,海陆空、太空共有20个数据收集系统参予,研究人员表示本次试验所收集的数据对下一次试验极其有利。DARPA署长杜甘说:“录像(地址在后边)让我们感受到了20马赫速度从地平线到地平线飞行的感觉。”

25-30%的开支用于收集数据。在过去的50年中,研究人员一直在预测超高音速飞行器从平流飞行到湍流飞行究竟何时发生。本次收集的数据使研究人员搞清楚了飞行器最大阻力和最高温度何时发生。数据表明试验之前研究人员计算预测的时间与实际发生时间相差在十秒内。

杜甘说:“如果最后证实这一数据准确,我们将对整个系统能力和飞行气动设计有一个更好的理解,可以更好判断HTV-2能够飞行的距离、准确性能够提高多少。”

DARPA制作的20马赫速度与战斗机飞行的比较:U管/watch?v=cZuUUyZE0wQ
HTV-2二十马赫飞行录像:U管/watch?v=uVFNLdTuN-s

再发一次这张图,每个飞行阶段都有一段录像,可以点击观看。下面是地址。

darpa.mil/our_work/tto/programs/falcon_htv-2.aspx


DARPA失败、陆军成功

五角大楼消息:今天“美国陆军太空和导弹防御指挥部/陆军战略指挥部进行了“先进极音速武器”AHW飞行试验。AHW于东部时间6:30a.m.(夏威夷时间1:30 a.m.)从太平洋导弹试验场发射,目标是陆军太平洋Atoll试验场。试验飞行距离2400英里(3800公里)。这是陆军第一次进行极音速滑翔器的试验。

AHW极音速滑翔器由三级火箭助推,飞行距离2400英里。飞行在大气层内达到极音速速度。


试验目标和内容:收集极音速滑翔技术数据、远距离大气层内极音速飞行器性能,包括气动、导航、制导、控制和隔热技术。

AHW极音速滑翔器飞行轨道为非“弹道”形式,顺利抵达目标。太空、空中、海上和地面平台收集了飞行器各阶段的飞行数据。数据将被用于发展国防部未来“极音速助推滑翔飞行器”。AHW是国防部“常规快速环球攻击”概念的技术验证器。

DARPA于2010年4月和2011年8月的飞行试验数据用于本次试验的计划和准备。



将AHW的飞行轨道(大气层内水平滑翔)和弹道导弹的飞行轨迹(抛物线状弹道)进行比较,AHW的意义就不难理解了。


说到极音速武器的意义,可以计算一下一部机动弹道导弹发射车从隐蔽处出动,行进到发射地点,然后到发射准备完成的时间,再计算一下AHW(三千公里,十马赫以上速度)的飞行时间。

意义就在于此。

 

再进一步:将核弹头装在AHW上发动“先发制人”首轮打击。

意义也在于此。

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