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整理人: only(2000-08-29 11:18:19), 站内信件
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高超音速技术在军事上的应用
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高 超 声 速 （ Hypersonic） 一 般 指 的 是 流 动 或 飞 行 的 速 度 超
过 5倍 声 速 ， 即 马 赫 数 超 过 5。 自 60年 代 以 来 ， 以 火 箭 为 动 力
的 高 超 声 速 技 术 已 广 泛 应 用 于 各 类 导 弹 和 空 间 飞 行 器 。 目
前 ， 世 界 各 国 正 在 发 展 另 一 类 以 吸 气 式 发 动 机 为 动 力 的 高
超 声 速 飞 行 器 技 术 ， 因 为 这 类 飞 行 器 飞 行 时 不 需 要 像 火 箭
那 样 自 身 携 带 氧 化 剂 ， 而 可 以 直 接 从 大 气 中 吸 取 氧 气 ， 因
而 它 的 航 程 更 远 、 结 构 更 轻 ， 性 能 更 优 越 。 可 以 认 为 ， 这
类 飞 行 器 将 是 继 螺 旋 桨 、 喷 气 推 进 飞 行 器 之 后 航 空 史 上 的
第 三 次 革 命 。 本 文 就 这 类 飞 行 器 的 技 术 发 展 概 况 和 可 能 的
军 事 应 用 作 一 个 简 要 介 绍 。
由 于 近 几 十 年 来 在 高 超 声 速 技 术 方 面 坚 持 不 懈 的 努 力 ，
美 国 、 俄 罗 斯 、 法 国 、 德 国 、 日 本 、 印 度 和 澳 大 利 亚 等 国
在 90年 代 已 陆 续 取 得 了 技 术 上 的 重 大 突 破 ， 并 相 继 进 行 了 地
面 和 飞 行 试 验 。 高 超 声 速 技 术 实 际 上 已 经 从 概 念 和 原 理 探
索 阶 段 进 入 了 以 高 超 声 速 巡 航 导 弹 、 高 超 声 速 飞 机 、 跨 大 气
层 飞 行 器 和 空 天 飞 机 等 为 应 用 背 景 的 先 期 技 术 开 发 阶 段 。
高 超 声 速 技 术 领 域 的 发 展 概 况
美 国 在 高 超 声 速 技 术 领 域 独 占 鳌 头
从 1985年 到 1994年 的 10年 间 ， 美 国 国 家 空 天 飞 机 计 划 （ NASP）
大 大 推 动 了 高 超 声 速 技 术 的 发 展 。 通 过 试 验 设 备 的 大 规 模
改 造 和 一 系 列 试 验 ， 仅 美 国 航 空 航 天 局 兰 利 中 心 就 进 行 了 包
括 乘 波 外 形 一 体 化 和 超 燃 发 动 机 试 验 在 内 的 近 3200次 试 验 。
通 过 这 些 试 验 掌 握 了 马 赫 数 小 于 8的 超 燃 发 动 机 设 计 技 术 ，
并 建 立 了 大 量 的 数 据 库 ， 从 而 为 实 际 飞 行 器 的 工 程 设 计 打 下
了 牢 固 的 技 术 基 础 。 实 际 上 ， 30多 年 来 ， 兰 利 研 究 中 心 一 直
在 进 行 这 方 面 的 研 究 ， 曾 经 在 8英 尺 （ 2.44米 ） 高 温 风 洞 中 研
制 和 试 验 过 22个 发 动 机 。 在 此 基 础 上 ， 美 国 于 1996年 开 始 ，
针 对 高 超 声 速 导 弹 、 高 超 声 速 飞 机 和 空 天 飞 机 的 研 制 工 作 调
整 高 超 声 速 技 术 的 研 究 目 标 ， 提 出 了 更 为 现 实 的 全 方 位 的
高 超 声 速 武 器 和 先 进 航 天 器 研 制 计 划 。 其 中 涉 及 的 内 容
主 要 有 ：
（ 1） “ 可 担 负 得 起 的 快 速 反 应 导 弹 演 示 ” 计 划
由 于 高 超 声 速 技 术 难 度 很 大 ， 军 方 近 期 集 中 目 标 加 速 发
展 高 超 声 速 巡 航 导 弹 。 美 国 国 防 高 级 研 究 计 划 局 （ DARPA）
正 在 执 行 “ 可 担 负 得 起 的 快 速 反 应 导 弹 演 示 ” （ Affordable
Rapid Response Missile Demonstrator， ARRMD） 计 划 ， 预 计 2004年 进 入
工 程 制 造 发 展 阶 段 ， 2010年 开 始 装 备 军 队 。 高 升 阻 比 的 乘 波
外 形 的 导 弹 在 空 中 发 射 或 由 战 舰 、 潜 艇 发 射 ， 发 动 机 用
碳 氢 燃 料 ， 飞 行 马 赫 数 6～ 8， 发 射 重 量 910～ 1030千 克 ， 航 程
740～ 1110千 米 ， 命 中 精 度 9米 ， 预 测 每 发 价 格 为 20万 美 元 。
ARRMD导 弹 主 要 用 于 摧 毁 坚 固 深 埋 的 有 防 护 目 标 和 地 下 指 挥 部 。
（ 2） 海 、 空 军 的 高 超 声 速 导 弹 计 划
美 海 军 正 在 执 行 “ 高 速 打 击 导 弹 ” （ High Speed Strike Missile， HiSSM） 计 划 ， 巡 航 马 赫 数 7， 航 程 1100千 米 ， 战 斗 部 可 以 侵 彻
5～ 11米 的 混 凝 土 ， 计 划 于 2004～ 2008年 进 行 工 程 研 制 ， 2010年
达 到 初 步 作 战 能 力 。
空 军 正 在 实 施 研 制 高 超 声 速 巡 航 导 弹 的 HyTech计 划 。 这 种 导 弹
的 命 中 精 度 在 9米 以 内 ， 制 导 方 式 为 惯 性 制 导 ＋ 全 球 定 位 系
统 （ INS/GPS） ， 发 射 平 台 为 轰 炸 机 、 战 斗 机 或 舰 载 垂 直 发 射
系 统 ， 巡 航 飞 行 马 赫 数 为 8， 飞 行 时 间 约 12分 钟 ， 航 程 为 1400
千 米 。 计 划 于 2000～ 2003年 在 阿 诺 德 试 验 中 心 完 成 全 尺 寸 的 地
面 试 验 ， 2007年 完 成 样 弹 的 飞 行 试 验 ， 2010年 完 成 整 个 计 划 。
（ 3） 高 超 声 速 飞 机 研 制 计 划
美 国 在 发 展 导 弹 的 同 时 ， 也 在 研 究 高 超 声 速 飞 机 ， 尤 其 是
高 超 声 速 轰 炸 机 。 美 国 正 在 积 极 开 展 用 于 全 球 快 速 反 应 的 高
超 声 速 飞 机 的 概 念 和 方 案 研 究 。 军 方 认 为 ， 高 超 声 速 轰 炸 机
将 能 使 空 军 在 数 小 时 之 内 对 世 界 上 任 何 地 点 的 目 标 实 施 打 击
。 这 样 既 无 需 花 费 大 量 资 金 把 轰 炸 机 、 作 战 人 员 和 武 器 运 送
到 外 国 基 地 ， 又 可 省 去 在 海 外 驻 军 带 来 的 外 交 问 题 。
目 前 ， 波 音 公 司 、 洛 克 希 德 · 马 丁 公 司 和 诺 思 罗 普 ·
格 鲁 曼 公 司 正 在 进 行 马 赫 数 5～ 10的 高 超 声 速 飞 机 的 研 究 。
一 种 高 超 声 速 攻 击 型 轰 炸 机 的 马 赫 数 为 10， 长 65米 ， 宽 24米 ，
航 程 14000千 米 ， 起 飞 重 量 225吨 ， 装 载 量 5000千 克 ， 用 于 执 行
全 球 性 的 战 略 使 命 。
（ 4） 高 超 声 速 飞 行 器 试 验 计 划
为 了 发 展 高 超 声 速 飞 机 技 术 ， 美 国 航 空 航 天 局 正 在 进 行
高 超 声 速 飞 行 器 （ Hyper-X） 试 验 计 划 ， 实 际 上 就 是 小 尺 寸
的 高 超 声 速 飞 行 试 验 验 证 机 （ X-43） 计 划 。 小 尺 寸 飞 行 器
X-43的 长 度 为 3.6米 ， 宽 度 为 1.5米 ， 准 备 进 行 飞 行 高 度 为
29～ 36千 米 ， 马 赫 数 分 别 为 5、 7、 10的 4次 飞 行 试 验 。 第 一 次
飞 行 试 验 将 于 2000年 6月 进 行 ， 马 赫 数 为 7， 试 验 目 的 是 验 证
双 模 态 超 燃 发 动 机 、 一 体 化 防 热 结 构 和 材 料 ， 以 及 重 复 使
用 技 术 。 这 将 是 航 空 史 上 以 吸 气 式 发 动 机 为 动 力 的 首 次 高
超 声 速 飞 行 器 试 验 。
（ 5） 先 进 空 间 运 输 计 划
为 了 发 展 先 进 空 间 飞 行 器 ， 美 国 正 在 开 展 先 进 空 间 运 输
计 划 （ ASTP） ， 以 研 究 单 级 入 轨 技 术 。 该 计 划 用 先 进 的
“ 火 箭 /冲 压 组 合 循 环 一 体 化 发 动 机 ” ， 通 过 “ 基 于 火 箭 的
组 合 循 环 ” （ Rocket-Based Combined Cycle， RBCC） 技 术 加 速 飞 行
器 ， 并 使 之 进 入 地 球 轨 道 。 其 中 ， 管 道 火 箭 用 于 起 飞 和 低
速 飞 行 阶 段 ， 冲 压 式 喷 气 发 动 机 用 于 马 赫 数 2.4～ 6的 飞 行
阶 段 ， 超 声 速 燃 烧 冲 压 式 喷 气 发 动 机 用 于 马 赫 数 6～ 8、 飞
行 高 度 42千 米 的 飞 行 阶 段 ， 常 规 火 箭 用 于 马 赫 数 大 于 8的 高
空 飞 行 阶 段 。 通 过 这 一 计 划 ， 到 2025～ 2030年 左 右 ， 将 使 低
轨 道 发 射 的 价 格 降 低 为 原 来 的 1/100， 即 达 到 100美 元 /磅 ，
同 时 可 靠 性 增 加 1000倍 。
该 技 术 目 前 已 取 得 重 大 进 展 ， 美 国 航 空 航 天 局 正 在 选 择
用 于 试 飞 的 飞 行 器 ， 2003年 将 确 定 具 体 的 试 飞 方 案 ， 2005年
进 行 飞 行 试 验 。 一 种 可 能 的 方 案 是 在 D-21飞 机 上 安 装 RBCC发
动 机 。 D21飞 机 是 超 声 速 高 空 侦 察 机 SR-71的 前 身 ， 全 长 12.8米
， 翼 展 5.8米 ， 重 5吨 ， 巡 航 高 度 26～ 29千 米 ， 巡 航 马 赫 数 为
3。 飞 行 试 验 时 ， D-21飞 机 被 B-52飞 机 投 下 后 ， RBCC开 始 工 作 直
到 马 赫 数 4， 然 后 滑 翔 着 陆 ， 从 而 考 核 管 道 火 箭 与 冲 压 式
喷 气 发 动 机 之 间 转 接 的 可 靠 性 。
俄 罗 斯 的 高 超 声 速 技 术 仍 处 于 世 界 领 先 地 位
自 1991年 以 来 ， 俄 罗 斯 曾 进 行 过 ５ 次 轴 对 称 发 动 机 飞 行
试 验 ， 发 动 机 长 4.3米 ， 重 593千 克 ， 由 SA-5地 空 导 弹 发 射 。
５ 次 试 验 中 ， 除 第 3、 4次 出 现 过 电 子 、 机 械 故 障 外 ， 其 余
3次 都 十 分 成 功 。 鉴 于 俄 罗 斯 的 经 济 现 状 ， 试 验 都 与 国 外
合 作 ， 第 2、 3次 是 俄 法 合 作 ， 第 ４ 、 ５ 次 是 俄 美 合 作 。
为 了 研 究 更 接 近 于 实 际 的 飞 行 器 布 局 ， 俄 罗 斯 研 制 了
先 进 的 “ 彩 虹 ” （ RADUGA） 高 超 声 速 试 验 飞 行 器 （ 即 D-2飞 行
器 ） ， 它 是 用 长 11.3米 、 直 径 0.9米 、 翼 展 3.6米 的 AS-4空 地 导
弹 改 装 的 ， 射 程 为 570千 米 ， 飞 行 高 度 为 15～ 30千 米 。 发 动
机 长 度 为 6米 ， 带 二 维 进 气 道 。 D-2飞 行 器 由 马 赫 数 1.7， 飞
行 高 度 12千 米 的 飞 机 发 射 ， 然 而 用 火 箭 加 速 。 D-2飞 行 器 的
飞 行 马 赫 数 为 2.5～ 6， 飞 行 高 度 为 15～ 30千 米 ， 用 降 落 伞 系
统 回 收 。
俄 罗 斯 还 正 在 研 制 IGLA高 超 声 速 试 验 飞 行 器 ， 飞 行 马 赫
数 6～ 14， 全 长 7.9米 ， 翼 展 3.6米 。 氢 燃 料 发 动 机 由 3个 模 块
组 成 ， 总 长 1.9米 ， 重 量 为 200千 克 。 这 种 飞 行 器 类 似 美 国 的
Hyper-X， 主 要 用 来 研 究 机 体 /推 进 一 体 化 、 结 构 防 热 、 飞 行
动 力 学 、 计 算 流 体 动 力 学 -地 面 飞 行 相 关 等 一 系 列 重 大 技
术 问 题 。
法 国 持 续 推 进 高 超 声 速 技 术 研 究
自 60年 代 以 来 ， 法 国 从 未 间 断 过 高 超 声 速 技 术 研 究 。 他
们 把 航 程 大 于 1000千 米 、 高 升 阻 比 外 形 、 巡 航 飞 行 马 赫 数
6～ 6.5、 使 用 双 模 态 冲 压 发 动 机 的 高 超 声 速 导 弹 作 为 首 选 的
应 用 目 标 。 法 国 在 这 一 技 术 领 域 中 的 重 大 进 展 包 括 :
（ 1） 1960～ 1964年 期 间 ， 用 两 级 火 箭 进 行 了 10次 飞 行 试 验
， 煤 油 燃 料 冲 压 发 动 机 重 300千 克 、 马 赫 数 3～ 5、 速 度
1230～ 1444米 /秒 ， 高 度 13～ 19千 米 ；
（ 2） 1992年 ， 在 国 防 部 等 单 位 领 导 下 ， 开 始 国 家 高 超 声
速 研 究 与 技 术 计 划 （ PREPHA） ；
（ 3） 1993年 ， 法 俄 成 功 进 行 了 马 赫 数 6的 联 合 飞 行 试 验 ；
（ 4） 1994年 进 行 了 大 流 量 氢 燃 料 超 燃 试 验 ， 1997年 进 行 了
用 于 导 弹 的 大 流 量 (80千 克 /秒 )的 煤 油 燃 料 超 燃 试 验 ；
（ 5） 1997年 ， 开 始 为 期 4年 的 德 法 联 合 研 究 计 划 ， 开 发 性
能 更 先 进 的 、 马 赫 数 2～ 12的 双 模 态 冲 压 式 喷 气 发 动 机 。
1994年 11月 首 次 进 行 优 化 冲 压 式 喷 气 发 动 机 喷 射 性 能 的 氢 燃
烧 室 试 验 （ Chamber for Optimization of Scramjet Injection， CHAMOSI）
， 马 赫 数 6， 时 间 为 ２ 分 钟 ， 气 流 总 温 为 1800K， 总 压 为 8兆 帕
， 流 量 为 80千 克 /秒 。
日 本 实 施 高 超 声 速 飞 行 器 发 展 计 划
日 本 的 高 超 声 速 飞 行 器 发 展 计 划 包 括 单 级 入 轨 和 二 级 入
轨 的 空 天 飞 机 和 高 超 声 速 运 输 机 。
单 级 入 轨 的 动 力 装 置 是 吸 气 式 /火 箭 组 合 发 动 机 ， 二 级 入
轨 时 以 涡 轮 喷 气 /超 燃 冲 压 作 为 第 一 级 ， 以 火 箭 动 力 作 为 第
二 级 。 第 一 级 飞 行 器 全 长 65米 、 展 翼 30米 、 重 140吨 ， 加 速 到
马 赫 数 6、 高 度 30千 米 时 ， 与 二 级 分 离 并 返 回 。 高 超 声 速 运
输 飞 机 用 涡 扇 /冲 压 组 合 循 环 发 动 机 ， 飞 行 马 赫 数 为 5， 高 度
为 20千 米 。
日 本 超 燃 发 动 机 技 术 研 究 的 进 展 很 快 。 1993年 日 本 国 家 宇
航 实 验 室 建 成 了 超 燃 地 面 试 验 设 备 ， 可 进 行 马 赫 数 4～ 8、
流 量 40千 克 /秒 的 工 程 性 试 验 ， 从 1994年 至 1998年 共 进 行 了 150次
大 型 氢 燃 料 的 工 程 性 试 验 ， 掌 握 了 点 火 、 推 力 测 量 、 燃 料
调 节 、 发 动 机 冷 却 等 关 键 技 术 。 目 前 正 在 考 虑 如 何 进 行 飞
行 试 验 。
印 度 也 在 积 极 进 行 高 超 声 速 飞 行 器 研 究
印 度 提 出 研 制 以 涡 扇 /冲 压 /火 箭 组 合 循 环 发 动 机 为 动 力 的
小 型 单 级 入 轨 空 天 飞 机 。 它 略 小 于 米 格 29飞 机 ， 飞 行 器 先 由
涡 扇 /冲 压 发 动 机 加 速 到 马 赫 数 7、 高 度 30千 米 ， 然 后 可 作 为
高 超 声 速 飞 机 或 无 人 攻 击 机 巡 航 并 返 回 ； 也 可 以 用 火 箭 继 续
加 速 进 入 低 轨 道 。 火 箭 所 用 的 液 氧 从 空 气 中 分 离 、 液 化 。
高 超 声 速 技 术 的 军 事 应 用 前 景
目 前 ， 世 界 各 国 竞 相 发 展 高 超 声 速 技 术 。 这 不 仅 因 为 它
具 有 鲜 明 的 前 沿 高 技 术 特 征 ， 是 21世 纪 科 学 技 术 水 平 迈 上
新 台 阶 的 重 要 标 志 ； 更 重 要 的 是 因 为 它 能 够 综 合 集 成 并 物
化 为 高 超 声 速 巡 航 导 弹 、 高 超 声 速 飞 机 和 空 天 飞 机 等 高 超
声 速 武 器 和 先 进 航 天 器 ； 因 为 它 能 在 未 来 的 军 事 、 政 治 和
经 济 活 动 中 发 挥 重 要 的 战 略 作 用 。
世 界 各 国 优 先 发 展 高 超 声 速 巡 航 导 弹
毁 重 要 的 加 固 目 标 ， 以 及 航 空 母 舰 、 预 警 机 等 活 动 目 标 。
世 界 各 国 也 积 极 发 展 高 超 音 速 飞 机 和 先 进 航 天 器
高 超 声 速 飞 机 突 防 能 力 强 ， 能 在 很 短 的 时 间 内 到 达 全 球 的
任 何 热 点 地 区 ， 深 入 敌 纵 深 执 行 重 大 突 发 事 件 的 情 报 搜 集
、 监 视 和 侦 察 任 务 。 与 常 规 侦 察 机 相 比 ， 高 超 声 速 飞 机 的
实 时 侦 察 有 独 特 的 优 越 性 。
先 进 航 天 器 的 发 展 方 向 是 空 天 飞 机 ， 它 以 普 通 飞 机 方 式
起 飞 ， 然 后 以 高 超 声 速 在 30～ 100千 米 高 度 的 大 气 层 中 飞 行 ；
它 能 够 直 接 加 速 进 入 轨 道 ， 也 可 滑 翔 降 落 ， 重 复 使 用 。 空
天 飞 机 （ 包 括 空 间 作 战 飞 行 器 ） 将 作 为 反 卫 星 的 武 器 平 台
、 监 视 和 侦 察 平 台 、 天 基 系 统 的 支 援 平 台 ， 在 未 来 的 空 间
控 制 与 作 战 中 发 挥 重 要 作 用 ， 包 括 快 速 部 署 小 卫 星 星 座 和
回 收 卫 星 。
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信言不美,美言不信;善者不辩,辩者不善
知者不博,博者不知;圣人不积,既以为人
己愈有,既以与人,己愈多
天之道,利而不害;圣人之道,为而不争
※ 来源:．网易 BBS bbs.netease.com．[FROM: bbs.szptt.net.cn]
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