中國首次臨空投放寬域飛行器 檢驗低速性能前景廣闊

【文/觀察者網王世純】據央視新聞網9月21日報道，我國在酒泉衛星發射中心，首次使用使用浮空器搭載不同氣動布局的寬域飛行器縮比模型，進行「自由飛」試驗。本次試驗檢驗了下落、加速、跨越聲障、氣動彈起、開傘、落地回收等飛行過程，獲得測量數據。

據報道，21日上午8時45分，我國在酒泉衛星發射中心，使用浮空器搭載不同氣動布局的寬域飛行器縮比模型，上升至預定高度和區域後，按時序完成D18-1S、D18-2S、D18-3S三型飛行器分離，並記錄下落、加速、跨越聲障、氣動彈起、開傘、落地回收等飛行過程，獲得測量數據。投放結束後，吊艙與浮空氣球分離傘降，浮空氣球上升一段高度後破裂下落。這是我國首次臨空投放寬域飛行器實驗。

觀察者網軍事評論員認為，從三種縮比模型的造型上來看，這三種飛行器是一種升力體飛行器。本次試驗是一次「自由飛」試驗，用於檢驗飛行器的低速氣動特徵和跨音速能力。

本次試驗中的寬域兩字，指的是寬速域。對於高超音速飛行器而言，高速很難，低速更難。高超音速飛行器在臨近空間飛行，可以達到傳統飛行器速度的7倍以上，不僅有軍事用途，也有民用或科研等用途。 既然高超音速飛行體的存在意義不僅僅是5倍音速砸向敵方航母，那麼如何讓高超音速飛行器減速降落，保持高超音速飛行器在低速段的飛行能力，就成了發展高超音速飛行器的需要檢驗的問題。

本次試驗試驗了高超音速飛行體在跨越聲障，氣動彈起等科目，實際上探究相關飛行器的低速氣動能力。著意味著這款尚處於縮比模型階段的飛行器，以後可能有著更廣泛用途，比如製造可以常規起降的空天飛機和高超音速飛機，提高高超音速武器末端精確打擊能力等。

該試驗所需的空域較小，而且試驗地點為酒泉衛星發射中心，他肯定跟前幾日的大規模禁飛區是無關的。據消息，當天在同一時間，太原衛星發射中心有發射任務，這次任務應該與禁飛區有關。

法國「東方鐘擺」網站 稱，中國在9月18日在西北上空劃定了一個很大範圍的禁飛區 圖源：東方鐘擺

值得注意的是，中國中科院力學所擁有全世界最大的世界最大的激波風洞JL-12，是有能力使用全比例樣機進行激波試驗的。本次使用氣球進行高空自由落體測試，一是為了省錢，二是為了省事，不用出動空軍轟炸機或者運輸機就行投送，三是為了一些特定條件下的實驗數據，比如從無動力突破音障的時間，突破音障的相關係數等等，長時間低速狀態下的氣動效率等等。

雖然這種使用縮比模型進行自由落體試驗不算特別高端的試驗，但是本次其中一款模型其構型十分亮眼。本次縮比試驗所用模型，綠色D-18-1S和D-18-3S使用了傳統的，大眾認知中的雙垂尾或單垂尾布局乘波體飛行器構型，而黑色的D-18-2S則採用了一種奇特的，懸臂式上單翼式的雙翼布局。

從軍事報道的截圖中我們可以看出，黑色的D-18-2S是一種奇特的雙翼布局 圖源：軍事報道

近年來，中科院力學所發表過很多有關雙翼高超音速飛行體的論文，這些論文都是公開的。從中科院的力學研究所的相關頁面中中我們可以得知，這種雙翼構型的高超音速飛行器被稱為「I」型飛行器，該型飛行器的氣動布局一般須具有「三高」特點，即高升阻比以保證其航程，高升力使其在高海拔巡航飛行條件下保持升重平衡，高容積率以滿足載客/載貨需求。

力學所的相關論文 圖源：中科院力學所

相比於傳統的這種雙翼式布局賦予了高超音速飛行器高升阻比，高容積係數，高升力係數等優點，而且有較好的低速性能，在高超聲速飛行中將具有更好的應用價值和前景。

力學所在Science China上發表相關論文 圖源：中科院力學所

雙翼式的布局從上世紀50年代，美蘇等大國就提出過雙翼高超音速飛行器的設想，不過這種設想只能多停留在紙面上，因為當時的技術很難精準計算出激波。本次試驗出現雙翼構型的飛行器證明，近幾年來，隨著中國相關技術的進步，以及激波風洞的建立帶來的試驗數據精確化，中國已經有能力精確計算雙翼構型帶來的激波，並製造相應的雙翼飛行器。

力學所設想的太空梭模型

美國上世紀60年代到70年代，NASA進行過的X-24，HL-10等升力體的「自由飛」實驗，與本次酒泉中心的試驗類似，都是用於探索升力體飛行器的方案構型。

投放X-24系列飛機的B-52

當時美國NASA使用B-52轟炸機在高空投擲X-24等升力體樣機，除了檢驗這些升力體的高超音速和氣動彈跳等性能，還有檢驗這些升力體無動力再入和無動力著陸等新銳概念，為後續太空梭的研製立下了理論基礎。只不過和那時候的NASA相比，本次試驗使用的是浮空氣球高空投放，成本要低得多，而且自動化技術的進步也不需要讓中科院專門找一個試飛員去進行這樣一種危險的試驗。

當時自動化技術不夠，導致NASA的試飛員不敢飛一些構型的升力體 圖源：NASA官網

X-24和HL-10等試驗，雖然是在冷戰時期進行的，但是直到數十年後這些構想中的升力體才進化成了太空梭。與之相比，中科院力學所的這些研究成果，可能會在更短的時間裡變成現實應用，可能是未來中國天地往返飛行器的雛形。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！