發展高超音速不只媒體熱議的中美俄 還有德國DLR
近年來，國內外媒體廣泛熱議報道著中美俄的高超音速技術發展新動態。但高超音速已經被各大國們視作「未來」武器，在技術發展上不只中美俄，如德國、法國、日本等國其實也都有著規劃，並取得了一定階段性成果。所以在這裡，希弦將陸續以圖集的形式為大家介紹，這些國家在高超音速技術上的發展情況。我們先說的是德國。文/希弦
早在80年代當時的西德就啟動了高超音速技術發展計劃，當時的概念方案是桑格爾空天飛機，旨在以此來發展空天運輸系統。設計的方案是兩級入軌的空天飛機，以著名的火箭專家歐根·桑格爾（對，就是二戰時候想搞「銀鳥」空天轟炸機的桑格爾）的名字命名。圖為「桑格爾」Ⅱ的模型。
德國人對桑格爾空天飛機的方案研究，到了90年代時開始以此為基礎（方案如圖）來競標歐空局的空天運輸系統，但未被歐空局選中。進入本世紀，德國的航天計劃也不再是過去要造空天飛機那般計劃宏大，轉而啟動針對高超音速技術的SHEFEX飛行試驗計劃。
德國人的高超音速飛行器的發展規劃路線圖。面對高超音速這塊「黑科技」領域，各國的發展都是要按照項目規劃循序漸進的開展針對性飛行試驗，來逐步發展、驗證和成熟高超音速飛行器的核心技術。文/希弦
熱結構（飛行器的高超音速飛行，就會有非常嚴重的「摩擦生熱」）的設計，就是高超音速飛行器的重要技術，飛行器的氣動如何設計，如何針對性進行熱防護，這都是任何一個國家發展高超音速飛行器都繞不過去的核心技術難題。
根據項目規劃，德國人發展的SHEFEXⅠ試驗飛行器，重點是研究氣動熱現象。也因此在結構上，SHEFEXⅠ主要是由飛行器的鋁合金主框架和熱防護面板兩大部分組成。在試驗飛行的過程中，通過感測器來獲得飛行器上不同的熱防護面板和表面塗層材料的熱防護性能。圖為德國航空航天中心（簡稱DLR）官方網站對SHEFEXⅠ試驗結果的展示。
相對早期的SHEFEXⅠ公開的高清圖片不多，這張中可見SHEFEXⅠ的外形是不規則的奇形怪狀，這是因為為了試驗需要，SHEFEXⅠ飛行器「集合」了高超音速飛行器上的幾個部位，既有尖銳的前緣和陶瓷材料的頭錐、又有或凹或凸的表面。
挪威的安島航天中心，和「德國也在發展高超音速」類似，媒體上少見，低調的很，當然這個航天中心本質上就是個「探空火箭發射場」。2005年10月27日，SHEFEXⅠ在這發射升空。文/希弦
飛行試驗中的SHEFEXⅠ達到了最大7馬赫（7倍音速）的速度，進行了20秒的6馬赫飛行。此時，試驗中的飛行器，前緣溫度將有1600℃，尾部也是有500℃。SHEFEXⅠ飛行試驗成功後，按照規劃德國人又開始為SHEFEXⅡ做準備。
根據SHEFEX的經驗和飛行數據，SHEFEXⅡ在設計上又加裝了主動控制系統，將在飛行器的再入段進行主動的啟動控制。除了，增強飛行器再入段的「控制」能力外，SHEFEXⅡ還搭載了主動熱防護模塊、耐高溫的天線嵌入件等進行試驗。
在設計中，SHEFEXⅡ將在飛行試驗中以最大11馬赫的速度飛行45秒，飛行器的表面將被「加熱」到1800℃，這對於飛行器的熱防護系統是嚴酷的考驗。而且，這些部位受到的動壓也將會有40萬Pa，對材料的性能又是不小的考驗。文/希弦
在熱防護上，SHEFEXⅡ在彈翼、飛行器的頭部等最易產生高溫的部位，採用了多空陶瓷材料，在高超音速飛行中，可以通過超高速氣流進行一定程度上的強制氣冷。這也是熱防護中的「被動製冷」。另外，整理SHEFEX的圖片，照片中這位女性科研人員的出鏡率很高，再檢索發現，在此前媒體的公開採訪中，DLR官方的介紹中她是熱防護系統設計的專家，Hannah B?hrk，標準的女學霸。
另外，SHEFEXⅡ還試驗性的採用了主動製冷技術，也就是冷卻劑的蒸發來帶走熱量，一方面是降溫，另一方面也是能阻隔熱量向飛行器內部的傳導。設備安裝中的SHEFEXⅡ，可見尖錐形整流罩內部框架是相應的試驗載荷及數據採集設備。
SHEFEXⅡ飛行器的外形，在高超音速飛行器中依舊是「德味」十足，採用的是「鴨式布局」，頭錐是尖錐形整流罩，頭錐的末端是4片呈十字狀布置的切尖三角形鴨式舵。
這樣的鴨式布局在常規導彈中多見的，但在高超音速飛行器領域就近乎是特立獨行了。對比來看，像X-51A、HTV等採用的都是高超音速飛行器領域尤為流行的乘波體/馭波體布局。文/希弦
德國人SHEFEXⅡ這樣的與眾不同，似乎是出於當前飛行試驗階段，飛行器機動性上的考慮。
圖為X-51，乘波體的確存在著機動難題。一旦乘波體的飛行姿態和應繳發生了變化，就會造成激波的變化，這種高超音速氣流的劇烈變化，就會造成飛行器的「失控」。而鴨式布局在超高速飛行中依舊有著良好的適應性。
或許，後續德國也會嘗試「乘波體」的高超音速飛行器。但不管怎麼說，目前德國人選擇「鴨式布局」，還是出於自身的技術探索和飛行驗證的需要。文/希弦
2012年6月22日，SHEFEXⅡ還在挪威的老地方使用巴西的VS-40探空火箭成功發射升空，再入段飛行器經受住了2500℃高溫的考驗。SHEFEXⅡ的成功無疑是德國航空航天中心的高超音速技術發展中重要的一步。按照規劃今年SHEFEX Ⅲ將進行發射，不過目前還沒有關於SHEFEX Ⅲ發射的最新消息。文/希弦
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