並不是速度達到5馬赫以上就可以被稱之為「高超音速武器」。一般來說,傳統飛彈可以被分為兩類:巡航飛彈與彈道飛彈。
巡航飛彈的飛行原理更接近於飛機,它的彈道基本都在大氣層內部,飛行阻力巨大,因此速度表現比較一般,大部分巡航飛彈都處於亞音速級別,例如海對面的「戰斧」巡航飛彈的速度就只有0.8馬赫。
但它的優點在於可以像飛機一樣進行靈活的大過載機動,從而減少被攔截的概率。
彈道飛彈的飛行原理更接近火箭,升空後,彈道飛彈將會突破大氣層,在幾乎沒有空氣阻力的大氣外滑翔較長距離,直到臨近目標時才會重新進入大氣層,實施下墜攻擊。
因此,彈道飛彈的飛行速度很容易就能突破巡航飛彈的上限,但由於彈道飛彈的飛行軌跡近似拋物線,容易被預測軌跡,從而被反導系統計算出攔截彈道的風險會更大,這是之前不可避免的硬傷。
造成這樣硬傷的主要原因,是因為彈道飛彈的燃料限制,為了達到儘可能大的射程,都必須嚴格的遵循拋物線。如果採用機動變軌,會消耗大量的燃料,這樣洲際飛彈可能會變成遠程飛彈,遠程飛彈可能會變成中程飛彈。
其次是因為控制技術、材料和工藝不完善。
在大氣層中反覆的穿越,而且在末端還要精確的擊中目標。需要有高超的控制手段和極高的測控精度。同時重返大氣層又需要使飛彈本身經受高溫的考驗。
所以,在相當長時間內,這種遠程飛彈的中段變軌都是無法實現的。
吳桐當然不會滿足現狀,只是做射程的增加的話,根本無需她費勁兒安排,切換N24高能燃料,就能做到的。她致力於改變這種現狀,而且,天才的先輩們,已經做出了重大突破,錢氏彈道學功不可沒。
只是,因為錢氏彈道學運用的艱澀,國內目前尚未有這方面的運用突破,吳桐想在這個基礎上,完善利用錢氏彈道,做出運用方面零的跨越,讓錢氏彈道,展示它該有的,震懾性且無可攔截性的輝煌成果。
在前面向陸驍諮詢的探討中,吳桐發掘出了乘波體彈頭設計,這也是在助力增加新型彈道飛彈變軌能力,為其蓄力。
只彈頭的優化變革設計,吳桐深深覺得不夠保險,她加了彈身助力設計。在經過細緻推衍,並且模擬後,吳桐最終定下了,結合錢氏彈道學的助推段分離的設計。
點火後,飛彈會快速鑽升至臨近空間,乘波體與助推段分離,在稠密大氣層內高超音速機動,可以在大氣層邊緣和大氣層內進行多次跳躍,也可以在大氣層內或者大氣層內外進行大範圍橫向機動,把中段的拋物線改成反覆在大氣層和太空中穿越的蛇形機動曲線,乘波體彈頭還可以自動規避反導系統並對預定目標實施灌頂打擊。
且在乘波體上升段推進器脫離後,能夠不用如之前的不進行慣性彈道飛行,在錢氏彈道的衍射基礎上,而再入大氣開始高超音速滑翔,這種滑翔飛行位於大氣層邊緣或者大氣層內,因此,對於現有以攔截彈道飛彈彈頭為主要想定而設計的反導系統而言,將會變成難以對付的目標,成為無可攔截的存在,且超越的速度,將能實現,一小時內全球到。
這樣的設計,對動能和材料都有極高的要求。
但是,吳桐最不擔心的,就是這兩項的挑戰。對她來說,最為難得還是沒有方向。
有了設計大方向的指引,吳桐繼續在材料上進行公關推衍,很快,敲定了彈翼和垂直安定面用於覆蓋的碳纖維複合材料,以及重要的散熱結構設計,再配上吳桐再次升級的超耐高溫塗層。這樣一來,整個飛彈彈體的耐熱材料算是準備就緒了。
一手防護,材料研發攻堅到位,一手疏導,降溫散熱結構設計鋪展,吳桐將雙向正面結合玩得飛起。
材料搞定,下一步,就是發動機的攻關。
從戰機發動機,到空空飛彈發動機,吳桐在航空航天發動機版塊,一直在積蓄積累,未曾停歇,她在這個板塊,十足的可以稱得上一聲積蘊深厚,首屈一指。
傳統發動機燃料限制,在N24超能燃料研發出來後,彈射燃料已經不再受限制,同樣的燃料,在射程不變的基礎上,他們有了變軌大消耗的基礎。
超燃雙脈衝壓發動機可以再一步優化,用於PL-17上,但是對於DF-17,就需要再一步簡化、保留超音、速燃燒衝壓動能,結構要貫徹簡單風格,可以沒有轉動的壓氣機部件,要保持推進效率非常高。
吳桐一一列舉出她對發動機的需求,結構簡單的背後,是工作原理上的巨大挑戰性,一步步描繪出她所需要的發動機藍圖,逐步的完善填充,她的眼眸發亮,是明確的前進方向。
常規規的渦輪噴氣發動機,火焰在燃燒腔內燃燒的時候,速度都是亞音速的,但是,新型超燃衝壓發動機的火焰在燃燒腔內是高超音速燃燒,點火非常困難。其難度相當於在12級颱風中劃著名一根火柴。
可以用大氣層的氧氣作為氧化劑,只需攜帶燃料,增加推進效率,預計可以使其達到火箭推進高4倍以上。
這樣,在大氣層中飛行時,可以由氣動控制舵面提供控制力矩,可以實現飛彈在飛行途中變更打擊目標。
氣動控制舵面,又是一個重點板塊!
這也是達到彈道飛彈和巡航飛彈結合的關鍵,讓DF-17能夠達到二者結合,既有巡航飛彈的變軌能力,又要有彈道飛彈的超速度的要求。超燃衝壓發動機加超能燃料,賦予新型DF-17超級動力,有了支持機動變軌的動力需求和燃料需求的最大前提。
整個研發的過程,對吳桐來說,就是一個闖關遊戲,舊問題得到結局,新問題隨之誕生,一個個的關隘闖過去,組裝成一個整體,最終通向成功的大門,獎勵就是成果的圓滿誕生。(本章完)