高超声速武器设计中助推器不容小觑

高超声速武器设计中助推器不容小觑


2014-11-15



国外国防科技文献资料快报

    [据航空周刊网站2014年10月6日报道]高超声速的首要问题是获得相应的速度。许多以超过5倍声速飞行的试验均告以失败，不是因为先进的机体或业经验证的动力技术，而是由于要求火箭助推器能够首先达到该速度但却达不到。这些失败的尝试对于理解高超声速现象构成了阻碍，并进而影响了高速飞行器的研制。
    最近的失败莫过于美国陆军高超声速武器（AHW）的第二次飞行试验，今年8月份，其试验飞行器在阿拉斯加科迪亚克岛发射中心发射升空后由于受到损毁，不得不提前终止；据分析，导致飞行试验失败的原因可能是由于助推器稳定舵发生故障造成的。
    随着美国研制高速打击武器的进展不断向前推进，其目前所面临的挑战不仅仅在于如何完善高超声速飞行器的设计，而且在于战术性助推器的如何完善；战术助推器能够将无动力滑翔飞行器或带动力的巡航飞行器可靠加速至其作战速度。从历史记录考量，要同时完善飞行器和助推器将是一挑战。
    2001年6月，NASA的超然冲压发动机驱动的X-43A的首次飞行试验由于其“飞马”助推器失控而不得不终止；第二次从B-52母机发射的飞行试验也由于升降舵故障而结束。随后在2004年的两次飞行试验获得了成功，X-43A成功达到了Ma9.6。
    继X-43A的两次成功飞行试验之后，2012年4月，在美国-澳大利亚HiFire高超声速研究项目之下的第三次飞行试验也失败了，原因是飞行器在挪威安东亚火箭试验场发射升空后，探空火箭助推器的第二级没能够正常点火。随后，2013年9月澳大利亚Scramspace超燃冲压发动机试验从安东亚试验场升空后也由于探空火箭故障而折戟。
    HiFire随后在2012年获得了两次试验的成功，2015-2016年间继续安排了5次飞行试验，其中的3次将使用Scramspace试验中使用过的巴西S-30的第一级。提供发射服务的德国航空航天中心DLR将负责排除故障。
    2010年和2011年，DARPA进行了2次高超声速滑翔器HTV-2的尝试，但两次试验均很快地失败了。两次试验均是在加州范登堡空军基地发射的，由“牛头怪”IV发射升空；“牛头怪”IV通过机动消耗掉过多的能量，但依然将HTV-2助推直至大气层外，然后两者分离，HTV-2再入大气层，飞过太平洋，获得Ma20的滑翔速度。两架HTV-2均在升空过程中失踪。
    相比较而言，2011年11月无动力助推滑翔的AHW的首次飞行试验相对更要成功一些，其从夏威夷考艾岛试验场发射后至马绍尔群岛夸贾林环礁里根试验场的飞行过程中，飞行速度达到了Ma5以上、飞行距离2500海里。
    滑翔飞行器及其助推器是由圣地亚哥国家实验室研制的，其Stars发射装置使用了多余的“北极星”潜射弹道导弹的发动机的第一级和第二级，第三级为一个Orbus 1发动机。首次飞行试验中，Stars发射装置将AHW助推至几万英尺高度，然后滑翔器被释放并下降，接着再轻微拉升并进入滑翔状态。
    对于AHW而言，Stars助推器经过了改进，增加了八个格栅翼以提高低高度飞行时的稳定性，脱离发射塔时四个格栅翼启动工作，60秒之后，当第一级燃尽之后，另外四个格栅翼工作。初步分析第二次发射试验时，发射升空后，助推器也发生了故障。
    当然也取得了显著的成绩。2010至2013年，美国空军实验室（AFRL）的X-51A高超声速验证飞行器进行了四次飞行试验，X-51A从B-52母机释放后，借助战术导弹助推器，成功加速至超燃冲压发动机的启动速度。整个工作基本按照预先的设计展开；尽管其中的一次飞行试验在X-51A与助推器分离前，由于巡航过程中一个控制舵未锁定而失败，最终飞行器失控。
    美国空军实验室（AFRL）最初的计划是基于X-51的技术发展高速打击武器，但是国防部将X-51的领导权交予了DARPA；DARPA已经开展了两个并行的高超声速项目，用以验证无动力助推滑翔和超燃冲压驱动的空射型高超声速武器。
    波音、洛马和雷声公司同时被选中开展战术助推滑翔的高超声速吸气式武器概念项目研究的事实表明：当前的重点是开发出具有实战能力的武器，而不是试验性的试验平台。但是成功的X-51项目团队的分裂，令人对其研发堪忧。X-51的成功表明，助推器和飞行器都成功了才算成功。此时毋须再创新。（中国航空工业发展研究中心 闫娟）






http://www.dsti.net/Information/News/91444高超声速武器设计中助推器不容小觑


2014-11-15



国外国防科技文献资料快报

    [据航空周刊网站2014年10月6日报道]高超声速的首要问题是获得相应的速度。许多以超过5倍声速飞行的试验均告以失败，不是因为先进的机体或业经验证的动力技术，而是由于要求火箭助推器能够首先达到该速度但却达不到。这些失败的尝试对于理解高超声速现象构成了阻碍，并进而影响了高速飞行器的研制。
    最近的失败莫过于美国陆军高超声速武器（AHW）的第二次飞行试验，今年8月份，其试验飞行器在阿拉斯加科迪亚克岛发射中心发射升空后由于受到损毁，不得不提前终止；据分析，导致飞行试验失败的原因可能是由于助推器稳定舵发生故障造成的。
    随着美国研制高速打击武器的进展不断向前推进，其目前所面临的挑战不仅仅在于如何完善高超声速飞行器的设计，而且在于战术性助推器的如何完善；战术助推器能够将无动力滑翔飞行器或带动力的巡航飞行器可靠加速至其作战速度。从历史记录考量，要同时完善飞行器和助推器将是一挑战。
    2001年6月，NASA的超然冲压发动机驱动的X-43A的首次飞行试验由于其“飞马”助推器失控而不得不终止；第二次从B-52母机发射的飞行试验也由于升降舵故障而结束。随后在2004年的两次飞行试验获得了成功，X-43A成功达到了Ma9.6。
    继X-43A的两次成功飞行试验之后，2012年4月，在美国-澳大利亚HiFire高超声速研究项目之下的第三次飞行试验也失败了，原因是飞行器在挪威安东亚火箭试验场发射升空后，探空火箭助推器的第二级没能够正常点火。随后，2013年9月澳大利亚Scramspace超燃冲压发动机试验从安东亚试验场升空后也由于探空火箭故障而折戟。
    HiFire随后在2012年获得了两次试验的成功，2015-2016年间继续安排了5次飞行试验，其中的3次将使用Scramspace试验中使用过的巴西S-30的第一级。提供发射服务的德国航空航天中心DLR将负责排除故障。
    2010年和2011年，DARPA进行了2次高超声速滑翔器HTV-2的尝试，但两次试验均很快地失败了。两次试验均是在加州范登堡空军基地发射的，由“牛头怪”IV发射升空；“牛头怪”IV通过机动消耗掉过多的能量，但依然将HTV-2助推直至大气层外，然后两者分离，HTV-2再入大气层，飞过太平洋，获得Ma20的滑翔速度。两架HTV-2均在升空过程中失踪。
    相比较而言，2011年11月无动力助推滑翔的AHW的首次飞行试验相对更要成功一些，其从夏威夷考艾岛试验场发射后至马绍尔群岛夸贾林环礁里根试验场的飞行过程中，飞行速度达到了Ma5以上、飞行距离2500海里。
    滑翔飞行器及其助推器是由圣地亚哥国家实验室研制的，其Stars发射装置使用了多余的“北极星”潜射弹道导弹的发动机的第一级和第二级，第三级为一个Orbus 1发动机。首次飞行试验中，Stars发射装置将AHW助推至几万英尺高度，然后滑翔器被释放并下降，接着再轻微拉升并进入滑翔状态。
    对于AHW而言，Stars助推器经过了改进，增加了八个格栅翼以提高低高度飞行时的稳定性，脱离发射塔时四个格栅翼启动工作，60秒之后，当第一级燃尽之后，另外四个格栅翼工作。初步分析第二次发射试验时，发射升空后，助推器也发生了故障。
    当然也取得了显著的成绩。2010至2013年，美国空军实验室（AFRL）的X-51A高超声速验证飞行器进行了四次飞行试验，X-51A从B-52母机释放后，借助战术导弹助推器，成功加速至超燃冲压发动机的启动速度。整个工作基本按照预先的设计展开；尽管其中的一次飞行试验在X-51A与助推器分离前，由于巡航过程中一个控制舵未锁定而失败，最终飞行器失控。
    美国空军实验室（AFRL）最初的计划是基于X-51的技术发展高速打击武器，但是国防部将X-51的领导权交予了DARPA；DARPA已经开展了两个并行的高超声速项目，用以验证无动力助推滑翔和超燃冲压驱动的空射型高超声速武器。
    波音、洛马和雷声公司同时被选中开展战术助推滑翔的高超声速吸气式武器概念项目研究的事实表明：当前的重点是开发出具有实战能力的武器，而不是试验性的试验平台。但是成功的X-51项目团队的分裂，令人对其研发堪忧。X-51的成功表明，助推器和飞行器都成功了才算成功。此时毋须再创新。（中国航空工业发展研究中心 闫娟）






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