文/孙行者
对于失败的事情和错误的行为,人们的容忍度通常是“事不过三”,但美军在高超音速武器测试方面出现的问题和失败,差不多已经是“三”的好几倍了。
据观察者网报道,美国空军在太平洋上空试射了最后一枚AGM-183A空射型高超音速导弹,美军仅承认“积累了经验”并收集了部分数据资料,但在关键的“试射成功与否”一事上却闭口不谈。
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(B-52挂载AGM-183A)
以正常逻辑来想,如果试射活动圆满成功,美国空军显然没必要藏着掖着,但既然其对此支支吾吾,或说明试射并不成功。算上这一次,AGM-183A就已经连续四次试射失败了,这不禁让人感到纳闷:“世界唯一超级大国”美国到底是怎么了?
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(CG图:B-52发射AGM-183A高超导弹)
在谈论高超音速武器时,硕果累累的中国自然是个绕不过去的话题,解放军已成功装备多款高超音速武器,还发展出了陆基型、空射型和海基型等可由多平台发射的型号。于是现在情况是这样的,中国在高超音速武器方面一路高歌猛进,美国这个“超级大国”却在一路狂摔。在笔者看来,这种此消彼长的局面之所以会出现,原因恐怕是中美在一项关键技术方面存在着巨大的差距,那就是风洞。
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(风洞设施)
说到这,大概有人就要跳出来反驳了:谁说美国的风洞比中国差,人家的风洞数量是世界第一,更拥有吹风速度不亚于中国的30马赫高超音速风洞,凭啥说美国风洞不给力?没错,美国确实是个风洞技术不弱的国家,但决定风洞是否先进和其能否为高超音速武器的研发提供服务的关键指标,真不只是吹风速度。直径和极限风速条件下的持续吹风时间,也是绝不容忽视的两大重点,美国的很多风洞恰恰在这两个性能上极其平庸。
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(“LENS-2”激波风洞)
在军用高超音速航空器的研制过程中,需要用吹风速度不低于5马赫的大型风洞进行测试,风洞直径最好能完全容纳航空器,而不是只能容纳航空器的缩比模型,只有对等比例的实物进行直接吹风测试,所得出的数据才是最准确的。不光是这样,风洞的极限风速吹风时间也是越久越好,以便持续观察气流变化和收集更多数据。那么符合上述条件的美国高超音速风洞有哪些呢?基本只有两座:最大风速14马赫的“the nine”超高速风洞和最大风速7马赫的“LENS-2”激波风洞。其他风洞要么是吹风速度不到高超音速,要么就是中小尺寸风洞或持续吹风时间较短的风洞。
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(JF-12风洞测试乘波体滑翔器)
更应看到的是,与中国JF-12高超音速风洞相比,“the nine”和“LENS-2”依然有明显缺陷。在吹风速度方面,JF-12可达10马赫,比“LENS-2”强得多;而在极限风速条件下的持续吹风时间方面,JF-12能在10马赫吹风速度下维持工作100毫秒,“the nine”和“LENS-2”的持续工作时间只有30毫秒左右。至于说吹风速度高达30马赫的中国JF-22高超音速风洞,就更是性能碾压众多美国风洞的存在了。
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(美国的超算)
不光是这样,美国在风洞方面还存在另一个问题,那就是“僧多粥少”。高超音速风洞数量有限,能为美国军方和航空航天局(NASA)的高超音速航空器与航天器项目提供服务的风洞更少,偏偏美军和NASA又都有不少各类高超音速项目,于是就只能对几座风洞抢着用。久而久之,少数的“高阶”高超音速风洞负担沉重,需要频繁维护。那要是美军的项目进度等不及了咋办?五角大楼“国防创新部门”(Defense Innovation Unit)在3年前出了个“好主意”——跳过风洞测试,改用超级计算机来模拟。在DIU的这帮官员看来,凭借美国性能强大的超算,以往由吹风测试所得的数据,完全可由超算进行模拟演算,然后给出“精确的数据”。结果呢,美国人被现实狠狠扇了个“大B兜”。
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(流过航空器表面的气流变化)
当航空器迈入5马赫的高超音速门槛后,飞行速度每提升0.1马赫,流过航空器表面的气流都会在速度、走向和分布等方面发生变化。即便是超级计算机,往往也很难真正准确地模拟出很多细微但又无比重要的气流变化。DIU给出的建议与其说是捷径,倒不如说是死路。美国几大军种各自的高超音速导弹项目屡屡失败,显然也与此有关。
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(高超音速飞行器)
思来想去,如果美军想在短时间内获得可用的高超音速武器,那显然需要先解决风洞问题,干脆学中国造新风洞吧。但看看从开始动工到投入使用花了15年才完事的纽约“麦迪逊中央车站”,笔者是一点都不看好美国人的工作效率,估计美军还得再多等几年了。
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