近日,美国平流层发射公司宣布,他们正在研发一款名为“利爪-A”的可重复使用的高超音速飞机。这款飞机由液体推进剂火箭发动机驱动,由载机发射后能够加速到5至7马赫,飞行过程中采用滑翔方式,最终能在跑道上自主着陆。该机型预计在2022年具备初步运行能力。
这款飞机的许多特性与我国去年10月首次亮相的无侦-8高空高速无人机高度相似。两架飞机都是由大型载机搭载并在空中发射,动力系统均为液体推进剂火箭发动机,且滑翔返场方式也非常类似。
无侦-8主要的应用场景包括导弹打击效果评估和高危战场环境渗透侦察。在天基卫星网络缺失的情况下,它能快速执行侦察任务,获取高价值信息。此外,无侦-8还具有与歼-20相当的隐身性能,且速度更快。
在美国专家看来,无侦-8是比歼-20更具挑战性的目标,尤其在高超音速领域,美国面临被全面超越的风险。因此,美国迫切需要开发类似的装备来应对这种威胁。
正如歼-20总设计师杨伟所说,“在未来的全球航空制造业格局中,对手会根据我们的装备调整自身的发展方向。”在过去,我们常说“美国负责思考,中国负责行动”。而现在,中国不仅负责思考也负责行动,而美国则成为了追赶的一方。
时间轴显示,无侦-8于2015年首飞,现已实现批量生产和服役。相比之下,美国的利爪-A直到2022年才有望具备初步运行能力,这意味着中国领先美国整整七年。当美国仍在进行理论研究时,中国已经能够熟练地应用这些装备进行实战。
无侦-8被称为“临近空间侦查型无人机”,临近空间指的是海拔20至100公里的高度区域。在这个区域内,传统吸气式发动机无法正常工作,但高超音速飞行器却能在此区域自由翱翔。上世纪六七十年代,美国曾是临近空间高超音速飞行领域的领头羊,NASA、美国空军、海军及北美航空公司合作研发的X-15火箭动力飞机曾长期保持有人驾驶飞机的速度与高度记录。
然而,进入新世纪后,美国在高超音速领域的进展停滞不前。美国陆军主导的高超音速导弹项目和X-51A超燃冲压发动机验证飞行器等项目屡屡失败,直到2020年才成功完成类似DF-26型号的高超音速导弹首飞。这表明,美国在过去半个世纪积累的经验在新世纪难以持续。
上世纪七十年代,中国曾启动代号为“714”的曙光载人飞船工程,但由于国力有限而被迫终止。然而,航天之父钱学森坚持保留了几个关键技术小组,其中包括专门从事临近空间领域研究的小组。这些小组数十年来默默耕耘,取得了显著成就,不仅服务于后续的东风快递和神舟载人飞船项目,也为我国在21世纪确立高超音速领域的领先地位做出了巨大贡献。
为了清除茫茫大洋之上的大型载机水面舰艇,我们相继研发并部署了DF-21D、DF-26和DF-17三种高超音速滑翔导弹。这些导弹在全球范围内均无同类装备,可以说我们在高超音速反舰领域实现了真正的领先。无侦-8与美国计划在两三年后首飞的利爪-A相比,虽然有许多共同特征,但也各有不同之处。
无侦-8配备了能量管理系统,火箭动力工作时间为35分钟,最大速度可达4马赫。当飞行器达到一定速度区间后,火箭发动机关机,依靠惯性飞行。当速度降至某一区间时,火箭发动机再次启动,平均飞行速度约为3.5马赫。返回阶段则采用无动力滑翔高速飞行。
相比之下,利爪-A的设计速度可达5至7马赫,明显高于无侦-8。这种速度差异源于技术和任务定位的不同。利爪-A并不是一款实际用于作战的飞机,而是作为高超音速飞行的测试平台。其速度优势在于飞行高度更高,进入更为稀薄的高空区域,因此飞行阻力更低,可以获得更大的速度。
无侦-8则在稠密大气上缘空域飞行,依靠相对稠密的大气通过气动舵面控制飞机的姿态,从而实现灵活机动的战术目标。因此,无侦-8要飞得更快其实非常容易,只需提升飞行高度即可,但这样做可能会牺牲部分战术功能。
利爪-A未来将承担的测试任务,近年来中国已有不少非军用航天企业提供了类似的服务。例如,不久前零壹空间公司完成了“某火箭实验弹移动发射车”的研发,该车为某军工单位定制产品,未来计划搭载零壹空间公司研发的X系列飞行实验平台,这也是一个高超音速装备的测试平台。
几年前,央视曾高调曝光酒泉卫星发射中心利用浮空器一次搭载D181S、D182S、D183S三种高超音速宽域飞行器,连续进行高空投放试验。这表明中国在高超音速领域有着旺盛的研发需求。
除了零壹空间公司,国防科技大学空天科学学院早在2015年就成功首飞了凌云高超音速通用试飞平台。这是一种不同于火箭动力高超音速飞行器的平台,基于超燃冲压发动机实现高超音速飞行。这表明中国不仅在高超音速滑翔飞行器领域保持领先,在超燃冲压技术方面也处于世界前列。
为了进一步降低成本,厦门大学推出了嘉庚一号带翼可重复使用火箭。该火箭具有独特的翼面设计,火箭完成助推后可通过翼面控制滑翔着陆。嘉庚一号火箭还搭载了双乘波一体规划测试飞行器。这表明中国在高超音速领域已经进入百花齐放的时代,与之对比,美国现在成为追赶者,令人感慨。
美国的教训主要有两点:一是军工复合体的制约,他们不愿在跨代技术上投入过多精力,更愿意推销现有产品,因为这样更有利可图。二是缺乏追求先进产品的管理体制,这意味着他们失去了领先的基础。此外,当达到领先地位时,不能满足现状,而是要继续寻求跨代技术突破。这一切都依赖于强大的国力和先进的管理机制。