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高超音速導彈的變軌技術

汽車 更新时间:2024-09-09 06:24:24

在上世紀50年代,美國想要設計建造一種威力恐怖的超音速低空導彈(SLAM),它将安裝核彈頭帶來毀滅性的打擊,同時還将安裝核動力發動機提供無限制的作戰航程,這項計劃即便是放到今天來看仍然很瘋狂。

高超音速導彈的變軌技術(采用核動力發動機)1

導彈是一種報複性武器,當美國遭到打擊之後可用它進行及時有效的反擊,這種思路很符合當時的兩極對抗,為了增加射程和速度而選擇了核動力發動機,為了增加打擊能力又考慮使用多彈頭技術。

與我們通常理解的核動力不同,導彈受制于尺寸限制無法直接采用核動力航母那套發射“燒開水”的運行原理,為此美國啟動了“冥王星”計劃,目的是開發一種核動力沖壓發動機。

高超音速導彈的變軌技術(采用核動力發動機)2

所謂沖壓發動機是直接利用載具高速飛行的力量,在發動機進氣口灌入大量的空氣利用自身速度完成壓縮,而不需要借助渦輪等設備,然後再将壓縮的空氣與燃料混合點燃産生推力,可這套原理如何與核動力扯上關系呢?

“冥王星”計劃裡取消了常規的燃料,他們将在發動機裡安裝一座小型的核反應堆,利用穩定的核反應産生巨大熱量,用這股熱量去進一步加熱被壓縮的空氣,加熱膨脹的空氣從尾噴口快速噴出産生推力。因為核反應維持時間足夠長,理論上來說這種發動機可以支持飛行器飛到世界任何地方。

高超音速導彈的變軌技術(采用核動力發動機)3

我們暫且把發動機的事放到一邊,導彈本身除了彈頭之外還有另一個重要的技術難點那就是制導,當時美國在核彈頭小型化方面做得很好,這一點不用考慮,可當時還沒有衛星系統,導彈在發射初期為無線電指令飛行,後期采用地形匹配方式打擊預先編輯的目标,這種方式在當時很先進,其實就是一種巡航導彈。

高超音速導彈的變軌技術(采用核動力發動機)4

導彈被設計成一種有鳍的修長結構,發動機進氣口位于導彈腹部,因為外形獲得了“飛行撬棍”的綽号,根據估計導彈在30000英尺高度(9100米)能達到4.2馬赫的最大飛行速度,導彈起飛時采用助推火箭,達到一定速度後沖壓發動機開始工作。

高超音速導彈的變軌技術(采用核動力發動機)5

超音速低空導彈計劃在1964年廢棄,這其中的原因有很多,首先就是發動機技術不達标,“冥王星”計劃看起來可行,可是當時的技術條件無法制造可以安裝在導彈上的小型核反應堆,根據計算反應堆外徑在1.454米,長1.632米,堆芯直徑1.2米,總功率600兆瓦,要在這麼小的設備上維持正常運轉就需要材料耐高溫、導熱性好以及耐輻射,同時還要足夠輕,放到今天也是一項巨大挑戰。

高超音速導彈的變軌技術(采用核動力發動機)6

當時美國人确實制造了用于測試的反應堆,并且進行了沖壓發動機的模拟運行,短時間的測試中将空氣加熱到了506℃,個人認為通過這種方法加熱空氣産生推力是可行的,但以當時的技術還遠達不到實用标準。核反應堆還存在另一個問題就是核輻射,美國人則認為在高速飛行中反應堆對自然的核輻射影響可以忽略,隻要解決導彈本身抵禦輻射的能力就行。

高超音速導彈的變軌技術(采用核動力發動機)7

影響導彈計劃的另一個重要原因是洲際導彈計劃,相比于巡航導彈,洲際導彈通過另一種飛行路徑實現了全球打擊能力的同時速度還相當的快,并且它幾乎是無法攔截的,在這種情況下超音速低空導彈計劃(SLAM)自然沒有發展的空間。

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