关于高超音速与隐身的鱼与熊掌的问题

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 12:17:37
我们仅仅是从气动的角度来说,并且也不是讨论现在的飞机,而是假设未来几十年以后的轰炸机,先谈谈我个人的理解,我个人认为仅仅从气动上来说,最优秀的隐身外形是飞翼布局,最优秀的高超音速气动是乘波体布局,那么假如说未来发动机成熟了,能否做到高度隐身和高超音速巡航的完美融合?我们仅仅是从气动的角度来说,并且也不是讨论现在的飞机,而是假设未来几十年以后的轰炸机,先谈谈我个人的理解,我个人认为仅仅从气动上来说,最优秀的隐身外形是飞翼布局,最优秀的高超音速气动是乘波体布局,那么假如说未来发动机成熟了,能否做到高度隐身和高超音速巡航的完美融合?
高超音速红外信号会很明显,冷战时期美国人就用DSP卫星探测并识别出超音速飞行的逆火轰炸机,为航母舰队提供预警



笑脸男人 发表于 2013-6-7 13:15
高超音速红外信号会很明显,冷战时期美国人就用DSP卫星探测并识别出超音速飞行的逆火轰炸机,为航母舰队提供 ...
那以超音速巡航的F22,能不能用高空长航时的无人机去探测和监控呢?

莫非这就是前段时间爆出来的高空长航时预警隐身无人机?
狸猫三太子 发表于 2013-6-7 13:32
那以超音速巡航的F22,能不能用高空长航时的无人机去探测和监控呢?

莫非这就是前段时间爆出来的高空长 ...
据说f-22在发动机里面有液氮,可以瞬间降低尾部喷流局部温度,而且F-22不需要开加力来进行超音速飞行,喷流温度肯定要比逆火低

高超音速的飞行器机体表面的温度要远比只有低于2马赫的F-22高,需要对机体降温来阻止被侦测

反隐身无人机是用雷达从上往下去照隐身设计比较差的背部,美国人曾经打算搞主动的雷达星座来做同样的事情,不过因为成本太高而放弃了



笑脸男人 发表于 2013-6-7 13:43
据说f-22在发动机里面有液氮,可以瞬间降低尾部喷流局部温度,而且F-22不需要开加力来进行超音速飞行,喷 ...
你的意思是隐身于速度不可兼得?
黑色的火焰 发表于 2013-6-7 14:55
你的意思是隐身于速度不可兼得?
我显然不知道有什么技术可以降低高超音速飞行时候机体表面的气动加热,求科普

笑脸男人 发表于 2013-6-7 15:05
我显然不知道有什么技术可以降低高超音速飞行时候机体表面的气动加热,求科普
别在空气里飞就ok。
鬼神 发表于 2013-6-7 15:11
别在空气里飞就ok。
像X-51和HTV这样的高超音速飞行器还是需要吸气的,飞行器本身只携带燃烧剂,需要通过吸气来获取氧化剂

笑脸男人 发表于 2013-6-7 15:23
像X-51和HTV这样的高超音速飞行器还是需要吸气的,飞行器本身只携带燃烧剂,需要通过吸气来获取氧化剂

...
试试跳跃弹道。。。
都高超音速了,还需要隐身干什么?摆明了老子就这速度来了,你能奈老子如何?

高超声速就跟核弹一个道理,要让对方看到明显的强大威慑能力。
鬼神 发表于 2013-6-7 15:54
试试跳跃弹道。。。

那个只能用来弹道导弹来发射当弹头用啊,HTV是打算发展成为可以从普通机场起飞的载人或者无人飞行器的


笑脸男人 发表于 2013-6-7 16:01
那个只能用来弹道导弹来发射当弹头用啊,HTV是打算发展成为可以从普通机场起飞的载人或者无人飞行器的
...


谁说只能用来当弹道导弹弹头?谁说普通起飞方式就没办法跳跃了?
http://www.docin.com/p-374513751.html
之前发的不够完整,换一个连接。
笑脸男人 发表于 2013-6-7 16:01
那个只能用来弹道导弹来发射当弹头用啊,HTV是打算发展成为可以从普通机场起飞的载人或者无人飞行器的
...


谁说只能用来当弹道导弹弹头?谁说普通起飞方式就没办法跳跃了?
http://www.docin.com/p-374513751.html
之前发的不够完整,换一个连接。
鬼神 发表于 2013-6-7 16:22
谁说只能用来当弹道导弹弹头?谁说普通起飞方式就没办法跳跃了?
http://www.docin.com/p-374513751.h ...
好吧,说错了,可以利用跳跃式的弹道来让对手无法持续追踪

要是快,得够快,比如反舰导弹靠2,3mach突防不如搞低可见性
笑脸男人 发表于 2013-6-7 13:15
高超音速红外信号会很明显,冷战时期美国人就用DSP卫星探测并识别出超音速飞行的逆火轰炸机,为航母舰队提供 ...
如果巡航高度变高呢,空气密度更小,会不会好点
超巡可以有,大载弹也是必须的!
高超声速要隐身干什么,就算被发现能拿它怎么样
高超音速用在掠海贴地飞行导弹上才有意义.

彭总官邸神 发表于 2013-6-8 09:57
高超声速要隐身干什么,就算被发现能拿它怎么样
卫星都打得,弹道导弹都打得,区区高超就以为别人无可奈何?
hu142001 发表于 2013-6-8 11:03
卫星都打得,弹道导弹都打得,区区高超就以为别人无可奈何?
高超声速的机动能力卫星和弹头完全比不了。
无影侠SUPER 发表于 2013-6-8 11:37
高超声速的机动能力卫星和弹头完全比不了。
高超飞机又能有多大的机动能力.......转个弯几百公里半径的东西

转篇文章过来

高超制胜论之谬  
http://puffinus.blog.163.com/blog/static/17888402920135294823821/

I. 高超音速轰炸机的支持者宣称其速度及高度足以击败任何防空武器。这种言论可以说荒谬至极。拦截导弹能够得着地球卫星,打得下洲际弹道导弹,哪有遇到吸气式高超音速飞行器便抓瞎的道理? 与惯性飞行的卫星和弹道导弹相比,高超音速飞机的优势在于能够持续机动,问题是其机动性能否击败相应的拦截武器,而答案是否定的。高超制胜派认为拦截武器的速度必须达到高超音速飞机的 2 倍才能实施有效防御,因此阻截高超音速打击平台的技术难度极大且成本高昂,高超音速轰炸机可横行无忌。然而没有任何实践数据和理论推导能够支持 "2 倍速度门槛" 的论断,拦截武器只要能够跟上目标的机动便可有效实施拦截,假定对空传感器体系强悍无比,能毫无迟滞地根据目标运动状态对拦截弹下达航向调整指令,则理论上对空导弹的速度-机动性指标与目标相同即可实现拦截。现实条件下,由于轨迹调整不可避免地滞后于目标,防空导弹确实需要优于对手的动力性能,但这与速度必须更快不可划等号。惯性的存在意味着高超音速轰炸机采取机动规避措施后,仍在以极大的速度分量沿着基础航向前进,向迎面截击的防空武器靠拢 (高超音速飞机雷达及热信号特征均异常强烈,拦截将开始于远离面空武器发射阵位的空域,即使轰炸机的航向不是正对导弹阵地而来,也可近似地将拦截武器与来袭飞机的几何关系看作 "相向而行"),拦截导弹只要具备明显优于目标的,垂直于基础航向的速度分量,即可确保敌机在完成 90 度回转之前无法依靠机动规避摆脱防空导弹的攻击。假定导弹与飞机速度相同,但得益于更高的推重比和结构强度,转向率是飞机的 2 倍,则轰炸机航向改变 45 度时导弹已完成 90 度回转,导弹与飞机在垂直于基础航向之轴线上的速度分量之比为 1.4:1。诚然如果导弹与飞机相比没有明显的速度优势,轰炸机完成大角度转向后即可高速远离导弹,使射/航程处于劣势的后者在追上目标之前耗尽燃料,但高超音速轰炸机的机动性能有多高呢? 从 Skylon 概念的重量数字可以看出高超音速飞行器结构之脆弱,如果假定极限过载与空重比例成正比 (实际上不是那么回事,空重的很大份额被发动机,航电,燃油系统,换控系统等占据,空重相对值越低这些非结构部分的比例越高,用于保证结构强度的重量就愈加有限,此外这里还未计入高超音速飞行器抗热层的重量,因此该假设对于高超音速飞机而言已经是过分客气了),则高超音速轰炸机至多能维持 1 g 的持续转向率 (发动机剩余推力,配平能力能棘手的问题暂时忽略不计)。如果巡航速度为 5 马赫,1 g 机动意味着超过 200 千米的回转半径,敌方不需要部署太多的导弹发射阵地,就能使高超音速轰炸机陷入进退失据的困境。过载一定的条件下,回转半径与飞行速度的平方成正比,10 马赫轰炸机的回转半径高达 850 千米以上,通过机动规避摆脱敌方同样使用吸气推进器的拦截导弹基本上是不可能完成的任务。导弹可以使用火箭助推穿过低空低速区,发动机可以完全为巡航状态优化并只需持续工作数分钟,抗热层只要能在导弹短暂的任务寿命中 hold 住即可,整体可靠性指标亦远较高超音速轰炸机宽松,技术难度和成本都比轰炸机低得多 (后者需要依靠自身动力从静止加速至高超音速,发动机和气动设计的速度适应范围均需远高于拦截导弹,抗热层必须能够持续抵挡极端高温达数小时之久,且对导弹而言可以接受的可靠性 - 譬如 95% - 对轰炸机而言完全不可容忍,因为这样 20 次任务后轰炸机和机组的幸存率只有 1/3+),完全可能在高超音速轰炸机仍在 R&D 阶段之时便实现 IOC。看似炫酷的高超音速打击系统实际上将面临尚未服役即已过时的尴尬处境。


II. 高超音速轰炸机的另一项所谓优势是能快速反应,但这实际上也是想当然。假设朝鲜半岛局势紧张,高超音速轰炸机进驻关岛,随时准备出发执行打击任务。某日情报显示朝鲜某地出现一枚可能携带核弹头的导弹,将于5分钟内发射,高超音速轰炸机能及时将其摧毁吗? 答案是否定的。即使高超音速轰炸机早已加满燃料在跑道上待命,且起飞爬升加速不消耗任何时间,并以不可思议的 30 马赫高速飞向 3000 千米外的朝鲜半岛,待其抵达时导弹也已点火升空。而一架在导弹发射阵位 300 千米外盘旋的隐形作战飞机,使用 4 马赫级武器即可在目标升空前将其摧毁。常规飞机能够使用的滞空待机战术,高超音速轰炸机由于速度太快,燃料消耗率过高,且回转半径异常之大,反而无法使用。

III. 高超音速轰炸机与 ICBM 对比

1. 起飞/发射阶段
洲际弹道导弹起飞阶段称助推段,耗时大约三分钟。导弹在该阶段早期速度较慢,整个阶段红外特征极强,而且火箭发动机薄皮大馅,易燃易爆,抗打击能力很差,在这一阶段如遭攻击则较易被击毁。由于弹头尚未释放,所有鸡蛋跟着篮子一起完蛋。

高超音速轰炸机为超高空超高速性能优化,低速性能打折扣,推重比又无法与导弹相提并论 (ICBM 有好几级火箭,随用随丢,轻装前进,轰炸机就不行),加速到巡航速度需要的时间比洲际弹道导弹更长。为了长距离超高速飞行,高超轰炸机携带大量高能量燃料,跟导弹一样是薄皮大馅,不堪一击 (使用液体燃料的轰炸机比固体火箭助推的 ICBM 更脆弱)。整体而言起飞/发射阶段两者同样脆弱,轰炸机的暴露时间更长。

2. 巡航阶段
这一阶段洲际弹道导弹已经释放了弹头和诱饵,依靠惯性飞行,由于在太空飞行不受大气阻力影响,诱饵的密度可以很低,做成充气式的,外层镀金属膜以模拟弹头雷达特征,内置小型加热器以模拟弹头红外特征。一枚弹头可藏在几十枚诱饵之中,又可采取雷达,红外隐形处理 (未刻意采取雷达隐形措施的典型 ICBM 再入器的前向 X 波段雷达反射面积已经只有 - 20 分贝),拦截难度颇高。

高超音速轰炸机在大气层上部高速飞行,与空气摩擦剧烈产热,生成雷达红外信号都异常强烈的离子化气体轨迹 (流星留下的离子化气体轨迹可以被用来当反射无线电波的镜子, 实现远程通讯, 充分说明所谓等离子隐形完全是无稽之谈),向全世界展示其行踪。由于大气的存在和自身信号水平太高,高超音速轰炸机无法如 ICBM 般使用诱饵,与 ICBM 相比唯一的优势是具有有限的机动能力,但如前所述其机动性并不足以击败吸气式高超音速拦截武器。


3. 地面安全
高超音速轰炸机体积庞大,低速性能又差,需要超大型机场方能起降,严重限制其基地选择,为对手情报机构进行破坏行动提供了极大便利。相反洲际弹道导弹早已实现公路机动,其发射平台可以在广阔的国土上随意机动,又能隐藏在数以万计的重型车辆的信号之中,地面安全性远非高超音速轰炸机可以比拟,而 SLBM 的生存力之强韧更是众所周知,以至于西方核国家的战略武器库呈现出明显的 "水下化" 趋势。

  

IV. 高超音速轰炸机的根本弱点,就在于速度的增长提供的战术优势不足以抵消信号特征更快增加造成的战术劣势。空袭飞机的雷达反射信号每增强一个数量级,其巡航速度便须提升 78% 才能使敌方的反应时间维持不变 (同样,敌方雷达的信噪比每提升一个数量级,空袭飞机的巡航速度即须增加 78% 方得维持平衡,此处暂时忽略地球曲率对雷达探测半径的影响)。高性能战斗机的巡航速度花了半个世纪才得加倍 (F-86 至 F-22),而相同时间跨度内雷达技术的进步可谓天翻地覆。由于信息技术可依托托庞大的民品市场,高动力性能平台则完全依赖军工投资,没有理由相信传感器-通讯网络技术前进速度大幅领先于平台动力性能的规律在本世纪内会发生变化,高超制胜不过是某些人一厢情愿的幻想罢了。二战之前,战略轰炸理论的狂热追随者也曾妄言轰炸机将战无不胜,可惜优美的教条永远无法掩盖战场上血淋淋的现实。



V. 假定高超音速轰炸机巡航高度 30000 米 (3 马赫的 SR-71 已经快飞到这个高度了,因此该数值为低估),防御方的空中预警平台巡航高度为 15000 米,则轰炸机将在 658 海里外越过预警机的雷达地平线,对方有足够的时间发射拦截武器。如果敌方在太空部署高性能雷达系统,更可利用高超音速轰炸机的等离子轨迹,对其实施全程追踪 (对付隐形飞机天基雷达是不灵的,因为距离目标太远,接收到的信号过于微弱,明火执仗的高超音速轰炸机则是天基雷达/红外监视卫星的理想猎物)。


VI. 高超音速打击武器相对于高超音速轰炸机而言技术风险较低且价格低廉,但与同等射程及有效载荷的弹道导弹相比则异常昂贵 (需要大量全新技术,后者则已高度成熟),且如前所述整个飞行过程中产生强烈信号,与提高突防能力的实际需要背道而驰。射程越远,飞行速度越高,则吸气式高超音速武器相对于弹道导弹的成本和生存能力劣势就越显著 (气动负荷及热负荷与速度均呈现非线性关系;长距离克服气动阻力消耗的额外能量早已抵消了不必携带氧化剂的收益;远程弹道式武器可释放较多的诱饵且大多数时间内处于静默的惯性飞行状态)。


VII. 在吸气式高超音速飞行器仍处于胚胎期的今天,对高超音速轰炸机的单价妄加揣测显然是极不靠谱的,但以航天飞机的历史案例为出发点,可以认为具备洲际航程和重轰炸机级别有效载荷的高超音速轰炸机保守估计单价相当于中型航空母舰,每个架次的开支相当于报废 1 架重四。
hu142001 发表于 2013-6-8 11:57
高超飞机又能有多大的机动能力.......转个弯几百公里半径的东西

转篇文章过来
照这样说,土鳖和美鳖不是全白折腾了?



小问
高超制胜论之谬  
http://puffinus.blog.163.com/blog/static/17888402920135294823821/

I. 高超音速轰炸机的支持者宣称其速度及高度足以击败任何防空武器。这种言论可以说荒谬至极。拦截导弹能够得着地球卫星,打得下洲际弹道导弹,哪有遇到吸气式高超音速飞行器便抓瞎的道理? 与惯性飞行的卫星和弹道导弹相比,高超音速飞机的优势在于能够持续机动,问题是其机动性能否击败相应的拦截武器,而答案是否定的。高超制胜派认为拦截武器的速度必须达到高超音速飞机的 2 倍才能实施有效防御,因此阻截高超音速打击平台的技术难度极大且成本高昂,高超音速轰炸机可横行无忌。然而没有任何实践数据和理论推导能够支持 "2 倍速度门槛" 的论断,拦截武器只要能够跟上目标的机动便可有效实施拦截,假定对空传感器体系强悍无比,能毫无迟滞地根据目标运动状态对拦截弹下达航向调整指令,则理论上对空导弹的速度-机动性指标与目标相同即可实现拦截。现实条件下,由于轨迹调整不可避免地滞后于目标,防空导弹确实需要优于对手的动力性能,但这与速度必须更快不可划等号。惯性的存在意味着高超音速轰炸机采取机动规避措施后,仍在以极大的速度分量沿着基础航向前进,向迎面截击的防空武器靠拢 (高超音速飞机雷达及热信号特征均异常强烈,拦截将开始于远离面空武器发射阵位的空域,即使轰炸机的航向不是正对导弹阵地而来,也可近似地将拦截武器与来袭飞机的几何关系看作 "相向而行"),拦截导弹只要具备明显优于目标的,垂直于基础航向的速度分量,即可确保敌机在完成 90 度回转之前无法依靠机动规避摆脱防空导弹的攻击。假定导弹与飞机速度相同,但得益于更高的推重比和结构强度,转向率是飞机的 2 倍,则轰炸机航向改变 45 度时导弹已完成 90 度回转,导弹与飞机在垂直于基础航向之轴线上的速度分量之比为 1.4:1。诚然如果导弹与飞机相比没有明显的速度优势,轰炸机完成大角度转向后即可高速远离导弹,使射/航程处于劣势的后者在追上目标之前耗尽燃料,但高超音速轰炸机的机动性能有多高呢? 从 Skylon 概念的重量数字可以看出高超音速飞行器结构之脆弱,如果假定极限过载与空重比例成正比 (实际上不是那么回事,空重的很大份额被发动机,航电,燃油系统,换控系统等占据,空重相对值越低这些非结构部分的比例越高,用于保证结构强度的重量就愈加有限,此外这里还未计入高超音速飞行器抗热层的重量,因此该假设对于高超音速飞机而言已经是过分客气了),则高超音速轰炸机至多能维持 1 g 的持续转向率 (发动机剩余推力,配平能力能棘手的问题暂时忽略不计)。如果巡航速度为 5 马赫,1 g 机动意味着超过 200 千米的回转半径,敌方不需要部署太多的导弹发射阵地,就能使高超音速轰炸机陷入进退失据的困境。过载一定的条件下,回转半径与飞行速度的平方成正比,10 马赫轰炸机的回转半径高达 850 千米以上,通过机动规避摆脱敌方同样使用吸气推进器的拦截导弹基本上是不可能完成的任务。导弹可以使用火箭助推穿过低空低速区,发动机可以完全为巡航状态优化并只需持续工作数分钟,抗热层只要能在导弹短暂的任务寿命中 hold 住即可,整体可靠性指标亦远较高超音速轰炸机宽松,技术难度和成本都比轰炸机低得多 (后者需要依靠自身动力从静止加速至高超音速,发动机和气动设计的速度适应范围均需远高于拦截导弹,抗热层必须能够持续抵挡极端高温达数小时之久,且对导弹而言可以接受的可靠性 - 譬如 95% - 对轰炸机而言完全不可容忍,因为这样 20 次任务后轰炸机和机组的幸存率只有 1/3+),完全可能在高超音速轰炸机仍在 R&D 阶段之时便实现 IOC。看似炫酷的高超音速打击系统实际上将面临尚未服役即已过时的尴尬处境。


II. 高超音速轰炸机的另一项所谓优势是能快速反应,但这实际上也是想当然。假设朝鲜半岛局势紧张,高超音速轰炸机进驻关岛,随时准备出发执行打击任务。某日情报显示朝鲜某地出现一枚可能携带核弹头的导弹,将于5分钟内发射,高超音速轰炸机能及时将其摧毁吗? 答案是否定的。即使高超音速轰炸机早已加满燃料在跑道上待命,且起飞爬升加速不消耗任何时间,并以不可思议的 30 马赫高速飞向 3000 千米外的朝鲜半岛,待其抵达时导弹也已点火升空。而一架在导弹发射阵位 300 千米外盘旋的隐形作战飞机,使用 4 马赫级武器即可在目标升空前将其摧毁。常规飞机能够使用的滞空待机战术,高超音速轰炸机由于速度太快,燃料消耗率过高,且回转半径异常之大,反而无法使用。

III. 高超音速轰炸机与 ICBM 对比

1. 起飞/发射阶段
洲际弹道导弹起飞阶段称助推段,耗时大约三分钟。导弹在该阶段早期速度较慢,整个阶段红外特征极强,而且火箭发动机薄皮大馅,易燃易爆,抗打击能力很差,在这一阶段如遭攻击则较易被击毁。由于弹头尚未释放,所有鸡蛋跟着篮子一起完蛋。

高超音速轰炸机为超高空超高速性能优化,低速性能打折扣,推重比又无法与导弹相提并论 (ICBM 有好几级火箭,随用随丢,轻装前进,轰炸机就不行),加速到巡航速度需要的时间比洲际弹道导弹更长。为了长距离超高速飞行,高超轰炸机携带大量高能量燃料,跟导弹一样是薄皮大馅,不堪一击 (使用液体燃料的轰炸机比固体火箭助推的 ICBM 更脆弱)。整体而言起飞/发射阶段两者同样脆弱,轰炸机的暴露时间更长。

2. 巡航阶段
这一阶段洲际弹道导弹已经释放了弹头和诱饵,依靠惯性飞行,由于在太空飞行不受大气阻力影响,诱饵的密度可以很低,做成充气式的,外层镀金属膜以模拟弹头雷达特征,内置小型加热器以模拟弹头红外特征。一枚弹头可藏在几十枚诱饵之中,又可采取雷达,红外隐形处理 (未刻意采取雷达隐形措施的典型 ICBM 再入器的前向 X 波段雷达反射面积已经只有 - 20 分贝),拦截难度颇高。

高超音速轰炸机在大气层上部高速飞行,与空气摩擦剧烈产热,生成雷达红外信号都异常强烈的离子化气体轨迹 (流星留下的离子化气体轨迹可以被用来当反射无线电波的镜子, 实现远程通讯, 充分说明所谓等离子隐形完全是无稽之谈),向全世界展示其行踪。由于大气的存在和自身信号水平太高,高超音速轰炸机无法如 ICBM 般使用诱饵,与 ICBM 相比唯一的优势是具有有限的机动能力,但如前所述其机动性并不足以击败吸气式高超音速拦截武器。


3. 地面安全
高超音速轰炸机体积庞大,低速性能又差,需要超大型机场方能起降,严重限制其基地选择,为对手情报机构进行破坏行动提供了极大便利。相反洲际弹道导弹早已实现公路机动,其发射平台可以在广阔的国土上随意机动,又能隐藏在数以万计的重型车辆的信号之中,地面安全性远非高超音速轰炸机可以比拟,而 SLBM 的生存力之强韧更是众所周知,以至于西方核国家的战略武器库呈现出明显的 "水下化" 趋势。

  

IV. 高超音速轰炸机的根本弱点,就在于速度的增长提供的战术优势不足以抵消信号特征更快增加造成的战术劣势。空袭飞机的雷达反射信号每增强一个数量级,其巡航速度便须提升 78% 才能使敌方的反应时间维持不变 (同样,敌方雷达的信噪比每提升一个数量级,空袭飞机的巡航速度即须增加 78% 方得维持平衡,此处暂时忽略地球曲率对雷达探测半径的影响)。高性能战斗机的巡航速度花了半个世纪才得加倍 (F-86 至 F-22),而相同时间跨度内雷达技术的进步可谓天翻地覆。由于信息技术可依托托庞大的民品市场,高动力性能平台则完全依赖军工投资,没有理由相信传感器-通讯网络技术前进速度大幅领先于平台动力性能的规律在本世纪内会发生变化,高超制胜不过是某些人一厢情愿的幻想罢了。二战之前,战略轰炸理论的狂热追随者也曾妄言轰炸机将战无不胜,可惜优美的教条永远无法掩盖战场上血淋淋的现实。



V. 假定高超音速轰炸机巡航高度 30000 米 (3 马赫的 SR-71 已经快飞到这个高度了,因此该数值为低估),防御方的空中预警平台巡航高度为 15000 米,则轰炸机将在 658 海里外越过预警机的雷达地平线,对方有足够的时间发射拦截武器。如果敌方在太空部署高性能雷达系统,更可利用高超音速轰炸机的等离子轨迹,对其实施全程追踪 (对付隐形飞机天基雷达是不灵的,因为距离目标太远,接收到的信号过于微弱,明火执仗的高超音速轰炸机则是天基雷达/红外监视卫星的理想猎物)。


VI. 高超音速打击武器相对于高超音速轰炸机而言技术风险较低且价格低廉,但与同等射程及有效载荷的弹道导弹相比则异常昂贵 (需要大量全新技术,后者则已高度成熟),且如前所述整个飞行过程中产生强烈信号,与提高突防能力的实际需要背道而驰。射程越远,飞行速度越高,则吸气式高超音速武器相对于弹道导弹的成本和生存能力劣势就越显著 (气动负荷及热负荷与速度均呈现非线性关系;长距离克服气动阻力消耗的额外能量早已抵消了不必携带氧化剂的收益;远程弹道式武器可释放较多的诱饵且大多数时间内处于静默的惯性飞行状态)。


VII. 在吸气式高超音速飞行器仍处于胚胎期的今天,对高超音速轰炸机的单价妄加揣测显然是极不靠谱的,但以航天飞机的历史案例为出发点,可以认为具备洲际航程和重轰炸机级别有效载荷的高超音速轰炸机保守估计单价相当于中型航空母舰,每个架次的开支相当于报废 1 架重四。

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1钱学森弹道不好拦 次鬼战轰这般好拦?

2这个200 千米的回转半径 次鬼要几秒?导弹要几秒?在地表 马赫的速度換算约当340.3 米/秒 高空马赫速度变化不考虑
那1马赫飞1公里算是大约要3秒 那200公里半径 次鬼闪开导弹飞90度转弯 4分之1圆周 直径400公里的4分之1圆周 大约近300公里 5马赫的次鬼飞行 900秒除以5 180秒 3分钟 所以此说合理  

3次鬼战轰单价相当于中型航空母舰?根据是啥?


小问
高超制胜论之谬  
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I. 高超音速轰炸机的支持者宣称其速度及高度足以击败任何防空武器。这种言论可以说荒谬至极。拦截导弹能够得着地球卫星,打得下洲际弹道导弹,哪有遇到吸气式高超音速飞行器便抓瞎的道理? 与惯性飞行的卫星和弹道导弹相比,高超音速飞机的优势在于能够持续机动,问题是其机动性能否击败相应的拦截武器,而答案是否定的。高超制胜派认为拦截武器的速度必须达到高超音速飞机的 2 倍才能实施有效防御,因此阻截高超音速打击平台的技术难度极大且成本高昂,高超音速轰炸机可横行无忌。然而没有任何实践数据和理论推导能够支持 "2 倍速度门槛" 的论断,拦截武器只要能够跟上目标的机动便可有效实施拦截,假定对空传感器体系强悍无比,能毫无迟滞地根据目标运动状态对拦截弹下达航向调整指令,则理论上对空导弹的速度-机动性指标与目标相同即可实现拦截。现实条件下,由于轨迹调整不可避免地滞后于目标,防空导弹确实需要优于对手的动力性能,但这与速度必须更快不可划等号。惯性的存在意味着高超音速轰炸机采取机动规避措施后,仍在以极大的速度分量沿着基础航向前进,向迎面截击的防空武器靠拢 (高超音速飞机雷达及热信号特征均异常强烈,拦截将开始于远离面空武器发射阵位的空域,即使轰炸机的航向不是正对导弹阵地而来,也可近似地将拦截武器与来袭飞机的几何关系看作 "相向而行"),拦截导弹只要具备明显优于目标的,垂直于基础航向的速度分量,即可确保敌机在完成 90 度回转之前无法依靠机动规避摆脱防空导弹的攻击。假定导弹与飞机速度相同,但得益于更高的推重比和结构强度,转向率是飞机的 2 倍,则轰炸机航向改变 45 度时导弹已完成 90 度回转,导弹与飞机在垂直于基础航向之轴线上的速度分量之比为 1.4:1。诚然如果导弹与飞机相比没有明显的速度优势,轰炸机完成大角度转向后即可高速远离导弹,使射/航程处于劣势的后者在追上目标之前耗尽燃料,但高超音速轰炸机的机动性能有多高呢? 从 Skylon 概念的重量数字可以看出高超音速飞行器结构之脆弱,如果假定极限过载与空重比例成正比 (实际上不是那么回事,空重的很大份额被发动机,航电,燃油系统,换控系统等占据,空重相对值越低这些非结构部分的比例越高,用于保证结构强度的重量就愈加有限,此外这里还未计入高超音速飞行器抗热层的重量,因此该假设对于高超音速飞机而言已经是过分客气了),则高超音速轰炸机至多能维持 1 g 的持续转向率 (发动机剩余推力,配平能力能棘手的问题暂时忽略不计)。如果巡航速度为 5 马赫,1 g 机动意味着超过 200 千米的回转半径,敌方不需要部署太多的导弹发射阵地,就能使高超音速轰炸机陷入进退失据的困境。过载一定的条件下,回转半径与飞行速度的平方成正比,10 马赫轰炸机的回转半径高达 850 千米以上,通过机动规避摆脱敌方同样使用吸气推进器的拦截导弹基本上是不可能完成的任务。导弹可以使用火箭助推穿过低空低速区,发动机可以完全为巡航状态优化并只需持续工作数分钟,抗热层只要能在导弹短暂的任务寿命中 hold 住即可,整体可靠性指标亦远较高超音速轰炸机宽松,技术难度和成本都比轰炸机低得多 (后者需要依靠自身动力从静止加速至高超音速,发动机和气动设计的速度适应范围均需远高于拦截导弹,抗热层必须能够持续抵挡极端高温达数小时之久,且对导弹而言可以接受的可靠性 - 譬如 95% - 对轰炸机而言完全不可容忍,因为这样 20 次任务后轰炸机和机组的幸存率只有 1/3+),完全可能在高超音速轰炸机仍在 R&D 阶段之时便实现 IOC。看似炫酷的高超音速打击系统实际上将面临尚未服役即已过时的尴尬处境。


II. 高超音速轰炸机的另一项所谓优势是能快速反应,但这实际上也是想当然。假设朝鲜半岛局势紧张,高超音速轰炸机进驻关岛,随时准备出发执行打击任务。某日情报显示朝鲜某地出现一枚可能携带核弹头的导弹,将于5分钟内发射,高超音速轰炸机能及时将其摧毁吗? 答案是否定的。即使高超音速轰炸机早已加满燃料在跑道上待命,且起飞爬升加速不消耗任何时间,并以不可思议的 30 马赫高速飞向 3000 千米外的朝鲜半岛,待其抵达时导弹也已点火升空。而一架在导弹发射阵位 300 千米外盘旋的隐形作战飞机,使用 4 马赫级武器即可在目标升空前将其摧毁。常规飞机能够使用的滞空待机战术,高超音速轰炸机由于速度太快,燃料消耗率过高,且回转半径异常之大,反而无法使用。

III. 高超音速轰炸机与 ICBM 对比

1. 起飞/发射阶段
洲际弹道导弹起飞阶段称助推段,耗时大约三分钟。导弹在该阶段早期速度较慢,整个阶段红外特征极强,而且火箭发动机薄皮大馅,易燃易爆,抗打击能力很差,在这一阶段如遭攻击则较易被击毁。由于弹头尚未释放,所有鸡蛋跟着篮子一起完蛋。

高超音速轰炸机为超高空超高速性能优化,低速性能打折扣,推重比又无法与导弹相提并论 (ICBM 有好几级火箭,随用随丢,轻装前进,轰炸机就不行),加速到巡航速度需要的时间比洲际弹道导弹更长。为了长距离超高速飞行,高超轰炸机携带大量高能量燃料,跟导弹一样是薄皮大馅,不堪一击 (使用液体燃料的轰炸机比固体火箭助推的 ICBM 更脆弱)。整体而言起飞/发射阶段两者同样脆弱,轰炸机的暴露时间更长。

2. 巡航阶段
这一阶段洲际弹道导弹已经释放了弹头和诱饵,依靠惯性飞行,由于在太空飞行不受大气阻力影响,诱饵的密度可以很低,做成充气式的,外层镀金属膜以模拟弹头雷达特征,内置小型加热器以模拟弹头红外特征。一枚弹头可藏在几十枚诱饵之中,又可采取雷达,红外隐形处理 (未刻意采取雷达隐形措施的典型 ICBM 再入器的前向 X 波段雷达反射面积已经只有 - 20 分贝),拦截难度颇高。

高超音速轰炸机在大气层上部高速飞行,与空气摩擦剧烈产热,生成雷达红外信号都异常强烈的离子化气体轨迹 (流星留下的离子化气体轨迹可以被用来当反射无线电波的镜子, 实现远程通讯, 充分说明所谓等离子隐形完全是无稽之谈),向全世界展示其行踪。由于大气的存在和自身信号水平太高,高超音速轰炸机无法如 ICBM 般使用诱饵,与 ICBM 相比唯一的优势是具有有限的机动能力,但如前所述其机动性并不足以击败吸气式高超音速拦截武器。


3. 地面安全
高超音速轰炸机体积庞大,低速性能又差,需要超大型机场方能起降,严重限制其基地选择,为对手情报机构进行破坏行动提供了极大便利。相反洲际弹道导弹早已实现公路机动,其发射平台可以在广阔的国土上随意机动,又能隐藏在数以万计的重型车辆的信号之中,地面安全性远非高超音速轰炸机可以比拟,而 SLBM 的生存力之强韧更是众所周知,以至于西方核国家的战略武器库呈现出明显的 "水下化" 趋势。

  

IV. 高超音速轰炸机的根本弱点,就在于速度的增长提供的战术优势不足以抵消信号特征更快增加造成的战术劣势。空袭飞机的雷达反射信号每增强一个数量级,其巡航速度便须提升 78% 才能使敌方的反应时间维持不变 (同样,敌方雷达的信噪比每提升一个数量级,空袭飞机的巡航速度即须增加 78% 方得维持平衡,此处暂时忽略地球曲率对雷达探测半径的影响)。高性能战斗机的巡航速度花了半个世纪才得加倍 (F-86 至 F-22),而相同时间跨度内雷达技术的进步可谓天翻地覆。由于信息技术可依托托庞大的民品市场,高动力性能平台则完全依赖军工投资,没有理由相信传感器-通讯网络技术前进速度大幅领先于平台动力性能的规律在本世纪内会发生变化,高超制胜不过是某些人一厢情愿的幻想罢了。二战之前,战略轰炸理论的狂热追随者也曾妄言轰炸机将战无不胜,可惜优美的教条永远无法掩盖战场上血淋淋的现实。



V. 假定高超音速轰炸机巡航高度 30000 米 (3 马赫的 SR-71 已经快飞到这个高度了,因此该数值为低估),防御方的空中预警平台巡航高度为 15000 米,则轰炸机将在 658 海里外越过预警机的雷达地平线,对方有足够的时间发射拦截武器。如果敌方在太空部署高性能雷达系统,更可利用高超音速轰炸机的等离子轨迹,对其实施全程追踪 (对付隐形飞机天基雷达是不灵的,因为距离目标太远,接收到的信号过于微弱,明火执仗的高超音速轰炸机则是天基雷达/红外监视卫星的理想猎物)。


VI. 高超音速打击武器相对于高超音速轰炸机而言技术风险较低且价格低廉,但与同等射程及有效载荷的弹道导弹相比则异常昂贵 (需要大量全新技术,后者则已高度成熟),且如前所述整个飞行过程中产生强烈信号,与提高突防能力的实际需要背道而驰。射程越远,飞行速度越高,则吸气式高超音速武器相对于弹道导弹的成本和生存能力劣势就越显著 (气动负荷及热负荷与速度均呈现非线性关系;长距离克服气动阻力消耗的额外能量早已抵消了不必携带氧化剂的收益;远程弹道式武器可释放较多的诱饵且大多数时间内处于静默的惯性飞行状态)。


VII. 在吸气式高超音速飞行器仍处于胚胎期的今天,对高超音速轰炸机的单价妄加揣测显然是极不靠谱的,但以航天飞机的历史案例为出发点,可以认为具备洲际航程和重轰炸机级别有效载荷的高超音速轰炸机保守估计单价相当于中型航空母舰,每个架次的开支相当于报废 1 架重四。

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1钱学森弹道不好拦 次鬼战轰这般好拦?

2这个200 千米的回转半径 次鬼要几秒?导弹要几秒?在地表 马赫的速度換算约当340.3 米/秒 高空马赫速度变化不考虑
那1马赫飞1公里算是大约要3秒 那200公里半径 次鬼闪开导弹飞90度转弯 4分之1圆周 直径400公里的4分之1圆周 大约近300公里 5马赫的次鬼飞行 900秒除以5 180秒 3分钟 所以此说合理  

3次鬼战轰单价相当于中型航空母舰?根据是啥?
据说,节操和风流只能在无形的灵魂中共存,在有形的实物中是不可以的
tao1972 发表于 2013-6-7 15:58
都高超音速了,还需要隐身干什么?摆明了老子就这速度来了,你能奈老子如何?

高超声速就跟核弹一个道理 ...
你这飞机能高超音速,人家的导弹就不能?
超音速和飞翼布局可以兼顾,用斜翼飞翼
彭总官邸神 发表于 2013-6-8 09:57
高超声速要隐身干什么,就算被发现能拿它怎么样
干掉它嘛
hu142001 发表于 2013-6-8 11:03
卫星都打得,弹道导弹都打得,区区高超就以为别人无可奈何?
卫星能机动规避吗?弹道导弹再入段变轨能比得过飞行器机动?
狸猫三太子 发表于 2013-6-7 13:32
那以超音速巡航的F22,能不能用高空长航时的无人机去探测和监控呢?

莫非这就是前段时间爆出来的高空长 ...
1.6马赫是相对能够兼顾隐身与高速性能的巡航速度,但轰炸机级别的长时间超巡依然不太可能实现,而且航程要求更高,只能使用燃油经济性能出色但超音速性能低下的大涵道比发动机,而且气动布局要为高亚音速巡航进行优化。未来的变循环发动机确实不错,但气动外形却不可能兼顾两种速度,后变掠翼维护与隐身能力又差,还是很难搞定,因此相对而言只能搞飞翼高亚音速巡航全向隐身轰炸机
sis001abc 发表于 2013-6-10 00:27
1.6马赫是相对能够兼顾隐身与高速性能的巡航速度,但轰炸机级别的长时间超巡依然不太可能实现,而且航程要 ...
恩,说得很有道理~

最近俄罗斯不是定下来了下一代轰炸机了嘛,也是飞翼高亚音速隐形布局

对于发动机技术跟俄罗斯都有差距的中国,变循环已经不知道是哪年的事情了~~

美帝的可变形机翼技术我很看好,就是得看材料科技的发展水平了^
hu142001 发表于 2013-6-8 11:57
高超飞机又能有多大的机动能力.......转个弯几百公里半径的东西

转篇文章过来
然而没有任何实践数据和理论推导能够支持 "2 倍速度门槛" 的论断,拦截武器只要能够跟上目标的机动便可有效实施拦截
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所有地空,空空导弹都是根据这个设计的。
SSN19 发表于 2013-6-9 06:34
你这飞机能高超音速,人家的导弹就不能?
洲际导弹是最难对付的一种武器,就是因为它的速度太快,就算你用同样的洲际导弹拦截,成功率也是极低。
hu142001 发表于 2013-6-8 11:57
高超飞机又能有多大的机动能力.......转个弯几百公里半径的东西

转篇文章过来
高超音速轰炸机在大气层上部高速飞行,与空气摩擦剧烈产热,生成雷达红外信号都异常强烈的离子化气体轨迹 (流星留下的离子化气体轨迹可以被用来当反射无线电波的镜子, 实现远程通讯, 充分说明所谓等离子隐形完全是无稽之谈),向全世界展示其行踪。
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这就是明显不懂什么叫做制导。
制导不是等你飞机飞过去看条烟迹就可以引导攻击的。
首先要跟踪到飞行物实体,并且测量其精确的三坐标以及矢量关系等。
笑脸男人 发表于 2013-6-7 13:15
高超音速红外信号会很明显,冷战时期美国人就用DSP卫星探测并识别出超音速飞行的逆火轰炸机,为航母舰队提供 ...
要是未来液氢的成本下来了,储存技术也足够好了,可以像火箭发动机笨嘴一样,让液氢先流过机体表面冷却

超高音速不是拦截不了,是缩短拦截窗口
豆豆911 发表于 2013-6-12 00:10
要是未来液氢的成本下来了,储存技术也足够好了,可以像火箭发动机笨嘴一样,让液氢先流过机体表面 ...
短期内是别指望了,氢分子那原子质量太无敌了,太容易泄漏。
hecz 发表于 2013-6-11 23:46
高超音速轰炸机在大气层上部高速飞行,与空气摩擦剧烈产热,生成雷达红外信号都异常强烈的离子化气体轨迹 ...
这文章八股味道很浓,半真半假是常态,不过说的也不是完全没道理,主要是无人的飞行器不管是速度还是机动能力都远超有人飞行器。

笑脸男人 发表于 2013-6-7 16:01
那个只能用来弹道导弹来发射当弹头用啊,HTV是打算发展成为可以从普通机场起飞的载人或者无人飞行器的
...


笑脸男人 毛子上周的“边界”所谓的机动弹道指什么? 是用乘波体弹头吗。10Ma俯冲应该不是传统弹头吧。
笑脸男人 发表于 2013-6-7 16:01
那个只能用来弹道导弹来发射当弹头用啊,HTV是打算发展成为可以从普通机场起飞的载人或者无人飞行器的
...


笑脸男人 毛子上周的“边界”所谓的机动弹道指什么? 是用乘波体弹头吗。10Ma俯冲应该不是传统弹头吧。
Aotobus 发表于 2013-6-12 08:21
这文章八股味道很浓,半真半假是常态,不过说的也不是完全没道理,主要是无人的飞行器不管是速度还是机动 ...
跟那是两回事。
这个文章就等于说一颗38子弹能打死4个人,所以只要打一亿发38子弹就能杀光全中国人一样。
呵呵一边超音速飞行一边释放GN离子不就好啦