只要談及中美軍事科技競爭,就離不開高超音速飛行器技術的發展情況。因為,高超音速導彈不但是當前各國公認幾乎無法被攔截的導彈,空天飛機的技術進步離不開相當的技術儲備,而其中最重要的就是防熱材料技術。
美國的高超音速導彈為什麼一直搞不成?目前看有兩個主要因素:一是缺少用於對高超音速飛行器進行大量吹風試驗的風洞,這也導致美軍的水漂彈和高超音速導彈失敗率非常高,只有採用雙錐體彈頭的暗鷹項目還有一點希望。
我們一定要認識到一點,不經過大量風洞試驗,就得用進行更多的實彈發射試驗,再發現問題進行改進,這個成本會非常高,甚至無法解決設計缺陷,最終有可能導致項目的下馬。
二是美國缺少適用於高超音速飛行的防熱材料。高超音速飛行器主要是在大氣層邊緣和大氣層內部飛行,與空氣發生的摩擦又會導致超高溫,而高溫又會導致飛行器的表面材料發生變形,進而影響整個飛行器的氣動特徵。
就在美國人還搞不定高超音速飛行器的基本材料技術的當下,中國人似乎在故意給美國製造焦慮,除了在風洞領域領先美國30年左右以外,最近又在耐高溫材料領域獲得了革命性的突破。
按南華早報的報道,北京的中國航天空氣動力研究院團隊在《氣相物理》雜誌上發表論文稱,中國最新研製的防熱材料可在3000C高溫下連續工作3000秒以上。
3000秒是50分鐘,意味著中國高超音速導彈可以在3000攝氏度下飛將近一個小時。當飛行速度達到6倍音速時,表面溫度將達到1600℃。當物體以10馬赫的速度飛行時,其表面溫度將達到約3000攝氏度。
這也意味著中國的高超音速導彈可以用10馬赫的程度飛50多分鐘,射程近1萬公里,表面材料都會保持非常穩定。
更神奇的是,中國這種防高溫材料還有幾大特點:一、可以保持表面光滑,這樣不但能降低飛行器的阻力,還有利於蒸發散熱,避免破壞飛行器的氣動控制;二、隔熱,避免高溫對導彈內部的部件造成負面影響;三、可以穿透電磁波,使得通信、探測問題得到解決。
這意味著中國高超音速導彈可以採取非常先進的末端雷達制導技術,也可以與進行中繼制導,與指揮中心保持通信等等。
說了這麼多,中國防高溫材料在遙遙領先之後,在軍事上有什麼用呢?
一、中國高超音速導彈因為不存在黑障,可以配備有源相控陣導引頭,將進入末制導精確打擊時代。高超音速導彈可以人在迴路控制,對移動目標精確打擊,這個前景想想都令人興奮。你想要的高超音速導彈打航母、打軍艦、打轟炸機都將成為現實。
二、中國高超音速導彈可以變成洲際導彈,因為我們表面材料在速度達到10馬赫時,可以飛上萬公里不變形。你可以想像一下中國未來裝備高超音速洲際巡航導彈的前景,再想想美國的導彈防禦系統還有沒有用,多少錢打了水漂。
三、中國未來發展空天飛機的前景在走向成熟。空天飛機事關中美太空戰略競爭,甚至還是發展空天轟炸機的基礎,中國將有可能因為耐高溫材料而遙遙領先。
四、中國第六代戰鬥機有沒有可能發展空天戰鬥機?只要有了這樣的耐高溫材料,就有可能出現又一種六代機,這將對美軍形成降維打擊的優勢。
總體而言,美國在高超音速飛行器研製領域正在全面落後於中國,主要就是風洞和耐高溫材料上的落後,以後只會更加落後。不管你接不接受,這都是事實。