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美国为啥搞不出高超音速导弹 风洞不行?
wforum.com  2024-07-08 19:35  天鹰观察

  前段时间,胡塞武装宣布用高超音速导弹“哈蒂姆-2”袭击了以色列船只。这件事最关键的不是胡塞武装袭击了一艘商船,而是胡塞武装有了高超音速武器。目前美国还没有搞明白高超音速武器,不得不感叹沙漠里面啥都有。那么问题来了,中俄都能拥有高超音速武器技术,美国为啥还是没能搞出来?

  最近美国试射了AGM-183A高超音速导弹,结果是“收集了相关数据”,很明显没有成功。美国的AGM-183A高超音速导弹是一款空射导弹,这已经是高超音速导弹的基础版了,俄罗斯现在的“匕首”高超音速导弹就是这种,这只是俄罗斯最低版本的高超音速武器。

美国为啥搞不出高超音速导弹 风洞不行?

  AGM-183A高超音速导弹

  高超音速武器还有陆基和海基版本,速度也是各不相同。现在胡塞武装打击以色列船只明显用的是陆基版本,从动力学上来说陆基肯定是要优于空射的。这也是美国最难受的地方,研究了这么多年,眼看着俄罗斯的盟友们掌握了高超音速导弹技术,自己还是搞不定。一句“美国不想研究高超音速武器”已经说不过去了。

  高超音速导弹是继螺旋桨和喷气式之后,航空史上最大的进步了。高超音速武器最大的突破,就是让美国的航母战斗群看起来没有那么可怕。最近胡塞武装宣称攻击了美国的艾森豪威尔号航母,先不管这个信息真假,起码在技术层面是成立的。导弹的发展还要从二战说起。二战末期,德国已经无法在地面上扭转败局,所以想到利用V2火箭打击盟军后方。

  V2火箭的确对伦敦等盟军后方地区造成了一定的破坏,但此时德国生产能力日落西山,没办法成大规模生产V2或者V3火箭。后来这些技术被美苏两国获得,便逐渐发展出了今天的导弹技术。

美国为啥搞不出高超音速导弹 风洞不行?

  V2火箭

  一开始的导弹主要分成两种,也就是我们常见的弹道导弹和巡航导弹。弹道导弹就是前半程依靠动力发射至外太空,后半段依靠惯性打击对手。这种导弹因整个轨迹是固定的,所以很容易被发现,被防空导弹拦截的几率非常高。

  第二种就是巡航导弹,这种导弹在俄乌战争中被大规模运用。巡航导弹就是全程由动力制导,不容易被拦截和发现。但巡航导弹的速度很慢,防空导弹不需要远程拦截,只要短距离反应就可以了。美国的“宙斯盾防空系统”具备了对两种导弹的拦截技术,这也导致中俄的核威慑能力大幅度削弱。

  也是在这个背景下,中俄研发出了新一代的导弹,这就是高超音速导弹。高超音速导弹的特点就是速度快、射程远、全程机动,基本就是综合了巡航导弹和弹道导弹的优点,摒弃了两者的缺点。美国航母舰队想要拦截这种武器基本不可能。这也是为什么胡塞武装宣称敢于打击“艾森豪威尔号”航母的重要原因。

美国为啥搞不出高超音速导弹 风洞不行?

  胡塞武装的高超音速武器

  当然,不只是高超音速武器的原因,无人机的出现也是对美国的致命打击。如果伊朗攻击以色列就会发现,伊朗并不需要使用高超音速武器,仅仅使用饱和打击就能让以色列破防。胡塞武装打击艾森豪威尔号航母并不是不可能,这在现代战争中已经是常态。

  这也是美国为什么无法再称霸的重要原因。你可以想象一下,如果萨达姆拥有高超音速武器和无人机会是什么概念。海湾战争或者伊拉克战争根本就打不起来了,美国不敢靠近波斯湾。

  美国搞不出高超音速武器跟工业能力有极大关系。高超音速武器需要大量的风洞试验,美国的风洞已经不行了。美国虽然是全世界风洞最多的国家,但美国的风洞大多是冷战时期建设的。这些风洞大多无法满足高超音速的条件,能够达到这个标准的只有两座,就是“LENS-2”和“the nine”。

美国为啥搞不出高超音速导弹 风洞不行?

  艾森豪威尔号

  但这两座风洞的条件也达不到中国的水平。我们的JF-22可以达到30马赫,而“the nine”为14马赫,“LENS-2”更是只有7马赫。在持续性上,我们的JF-12都能达到了100ms,美国这两个风洞只能达到30ms。

  这两个风洞不仅要试验高超音速导弹,还要承接NASA的很多项目。这就极大的延长了美国高超音速武器的研发时间。美国科研单位只能退而求其次使用小型风洞,利用等比例缩小模型试验,要么就是超级计算机。但高超音速武器对气流要求非常高,每提升0.1马赫的速度,气流对装备产生的影响都无法预估,而装备体积的变化对气流的影响同样不可预估。美国这么做就会出现严重的数据偏差,结果导弹试射失败。

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  风洞试验有一个关键问题美国比较难解决,那就是大型风洞需要的电力。风洞的电费是个天文数字,风洞所需要的电力负荷也不是一般电网能承受的。

美国为啥搞不出高超音速导弹 风洞不行?

  中国的JF-12风洞

  中国的JF-22风洞高峰时需要15000MW的电力供应,需要15台1000MW发动机供电,这相当于7座火力发电厂的供应能力。如果用另一个方式换算就更醒目了。中国的三峡水电站总装机容量是22500MW,也就是说风洞全功率运行,需要一个未满负荷的三峡水电站为其供电。这样庞大的电力供应,对于如今的美国基建来说几乎是不可能完成的任务。

  所以,美国想要制造出高超音速武器只有两条路,要么全力建设风洞和电网,要么不停用试射来代替试验。很明显美国人选择了第二条路,因为第一条路太难了。普通风洞的技术指标并不困难,只需要把风速控制在80-100m/s就可以了。但是搞高超音速武器,普通的风洞是无法达标的。这就是为什么美国风洞数量第一但仍然搞不出高超音速武器的原因。

美国为啥搞不出高超音速导弹 风洞不行?

  风洞已经民用

  高级风洞如果要达到30马赫的速度,那需要的风扇功率以及气源系统就相当复杂了。还有一些试验需要特殊风洞,比如结冰风洞、增压风洞和声学风洞等。这些风洞中国也是近些年才开始大规模建造的。对于制造高超音速武器的风洞更需要大量的高压压缩空气。压缩空气在进入风洞时气流很杂乱,需要导流片、阻尼网等设备来改善气流。这些都需要庞大的工业基础作为支撑。而这些都是目前美国紧缺的。

  美国只能利用大量试射来攒数据了。试射导弹不仅前期计算复杂,制造也同样复杂。美国想要搞出高超音速武器还真得有些年头。

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