PSG之高超声速巡航导弹方案.docx

PSG之高超声速巡航导弹方案高超声速巡航导弹的飞行速度大于马赫数5,现役亚声速巡航导弹打击1000公里外的目标所需时间为1个多小时,而高超声速巡航导弹则不超过10分钟,这在打击导弹发射架、航空母舰等高价值机动目标和时间敏感目标时,具有不可替代的作用。此外,高超声速巡航导弹的巨大动能还能有效提高对加固目标(包括深埋地下目标)的打击能力。虽然从目前技术方案来看,由于超燃冲压发动机工作时间的限制,导致高超声速巡航导弹射程有限,但通过前沿部署及后续发动机的改进,将有望进一步发展成为“快速全球打击”武器系统。目前,美军先后启动了多个有高超声速巡航导弹应用背景的技术开发项目,如X-51A计划、“高超声速飞行”(HyFly)计划,美澳合作的“高超声速国际飞行研究与试验”(HIFiRE)计划等(如表)。其中X-51A是目前离工程化应用最为接近的项目。 X-51计划概况 X-51A计划由美国国防高级研究计划局(DARPA)和空军研究实验室于XX年启动,目的是对吸热型碳氢燃料超燃冲压发动机进行飞行试验。 XX年1月,美国空军决定采用普・惠公司的超燃冲压发动机验证机。XX年12月,完成初始设计评审,并于XX年1月开始详细设计。XX年9月,飞行器被正式赋予X-51A的代号。XX年明,通过关键设计评审。 XX年12月,美军B-52H轰炸机携带X-51A成功地进行了第一次携载飞行试验,成功验证了X-51A与载机的兼容性,为X-51A的自由飞行试验奠定了坚实的基础。目前,4架X-51A试验飞行器已基本完成生产,用于进行4次飞行试验,目的是实现持续5分钟、距离900千米的巡航飞行。 XX年5月26日,X-51A进行了首次自由飞行试验。B-52H在约15100米高空释放X-51A飞行器。助推器将X-51A飞行器加速至马赫数后,助推器、级间部分与飞行器在19800米高度顺利分离。超燃冲压发动机利用燃点较低的乙烯点火,同时开始向流道中喷射JP-7碳氢燃料,启动超燃冲压发动机。飞行器在21340米高度时,已加速至5马赫,制导与控制功能工作正常。按原计划,X-51A飞行器上的超燃冲压发动机应工作约300秒,使飞行器加速至6马赫并飞至22250米高度。在超燃冲压发动机工作约140秒时,测试人员发现部分传感器出现异常,发动机仍继续工作。但随后与地面的遥测信息链路出现中断,迫使控制人员启动自毁程序。美空军公布发动机工作时间达到了约200秒。 X-51A主要组成 X-51A飞行器由巡航飞行器、级间部分和助推器构成。巡航飞行器采用乘波体构型,前段为近似楔形头部,可以形成按一定角度分布的激波系,不仅能为飞行器提供升力,且有助于X-51A发动机的燃烧。中段为近似方柱形机身,无机翼,机身中部下面有下凸铲形进气口,其整流罩向后一直延伸到机身尾部。巡航飞行器长米,重671千克,加装了助推器以后全长米,重1780千克,最大宽度为毫米。级间部分采用气流直通管的设计,使超燃冲压发动机的进气口在助推过程中就可启动,从而可以利用空气动力加热对燃料进行预热。助推器由洛克希德・马丁公司的陆军战术导弹系统(ATACMS)助推器改进而来,尾部装有“X”形的操纵尾翼。推进系统 X-51A的推进系统以美国空军HyTech计划发展的吸热型碳氢燃料超燃冲压发动机为基础,先后发展并试验了性能试验发动机(PTE)、飞行重量的地面演示验证发动