通往22公斤之路美国高超声速导弹的弹头是

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前两天美军进行了新型空射高超声速导弹AGM-A的首次发射试验,然而出师不利——压根没能从B-52H的挂架上扔下来。虽说这事儿目前看罪不在弹,但一说到这个“美国高超争气弹”,其22千克重的战斗部难免又成了大家调侃的对象之一,毕竟大家出远门坐飞机的时候,一不小心都能把托运行李箱塞出这个数来。

▲这要是不说,光看它挂在B-52上这比例,怎么看那弹头都得有个两三百千克的分量

您要说美国空地导弹战斗部一直就这尿性,那肯定是冤枉人。比如美军战术航空兵21世纪初的主力防区外打击武器——SLAM-ER(AGM-84H/K)中程空地导弹,弹重也就千克,一半的重量都被其千克(磅)战斗部占用了,比其发展原型“鱼叉”反舰导弹的千克战斗部重了一半还多,讲究一个势大力沉。

▲通过应用完全不同于“鱼叉”布局的大展弦比弹翼,以及头锥修形,SLAM-ER实现了比SLAM更远的射程和更好的低空飞行稳定性,并降低了导引头受雨水的影响;导弹的智能化水平也大幅提升

当初SLAM-ER的上一代产品SLAM,和“战斧”在海湾战争中可谓一时瑜亮,名噪一时,为美制巡航导弹打了一次上好的活广告。不过那时候美国人还挺讲一个居安思危:虽然老萨和他的伊拉克军队积极抵抗效果不咋地,但狡兔三窟的功夫还是让他们在美军的“定点清除”中避免了不少关键人员的损失;有时候相关情报其实都掌握了,但囿于当初美军OODA(观察-判断-决策-行动)循环周期还是不够短,打击手段速度也快不起来,等SLAM或者“战斧”到头顶上的时候,要炸的目标不是脚底抹油风紧扯呼,就是呼朋引伴往地下一钻,总之都难以造成伤筋动骨的损失。

打击时敏目标和加固目标需求的增加与叠加,让强敌也无师自通琢磨出了“天下武功,唯快不破”的道理。年DARPA提出了“可承受成本快速反应导弹演示器”(ARRMD)的计划,在年约翰·霍普金斯大学的一篇相关论文中提到,ARRMD的目标是一种最大速度6马赫左右,撞击目标时速度为米/秒的“准高超”导弹,体积重量能让战术飞机挂载,选用磅重(千克)的战斗部就足以达到侵彻威力的指标。

▲DARPA组织的这种前沿研究,的确缔造了很多成果;但也有一些本来能成的项目,反而被他们自己“我全都要”的想法给搅黄了

那时候波音公司还是颇有追求的,自己牵头分别与空军和海军各搞了一个超燃冲压导弹概念:前者是跟普惠公司联合搞的腹部进气乘波体方案,虽说两个助推器加得有点简单粗暴,但重在通过高升阻比实现DARPA的大射程要求,这样一来就算超燃冲压发动机(特别是燃烧室)设计简单点也无妨;后者则是跟航空喷气公司(钱学森曾经是该公司技术顾问)联合搞的双燃烧室冲压(DCR)、弹头进气方案。

▲上为海军方案,下为空军方案。可见空军方案的矩形进气道,这种最大程度地减少壁面冷却面积的设计,在很多超燃冲压飞行器上颇为常见;两个庞大的助推器则是为了将导弹直接加速到4-4.5马赫的超燃冲压点火区间

说到能满足亚燃冲压和超燃冲压两种工作模式的DCR,年头可不短了。从年到年,美国海军给约翰·霍普金斯大学应用物理实验室连着投了10年的钱搞这个,用时十年终于在进气道/燃烧室匹配方面做出点成绩了,美国海军立刻上马“高超声速武器计划”(HWT),希望应用物理实验室能借此机会搞个应用DCR的飞行器出来。

▲图中下半部分为双燃烧室冲压发动机(DCR)结构图,前后串联的亚声速/超声速燃烧室能够让发动机在从超声速到高超声速的工况间平稳过渡,但也使得飞行器内部空间颇为局促;从导弹结构图可见,其“嵌入式”助推器位于超声速燃烧室内,完成加速工作后脱落,之后进气道整流罩自动抛掉,DCR启动开始进一步加速

这一来二去冷战就结束了,不过等到DARPA推动ARRMD的时候,HWT多少也有了点底子。然而这时候DARPA的要求里已经把“可承受成本”摆在前头了,所以海军先是“迎合上意”,用较为成熟的技术攒了个“低成本导弹”(LCM),年波音从美国海军拿到了价值万美元的“低成本导弹”先进技术展示(ATD)合同,这就是宣传为“磅(近千克)载荷/海里(近千米)射程”的“快鹰”。

▲基本利用冷战技术打造的“快鹰”,采用的却是非常大胆的无翼铰接式布局(充分利用毫米弹径的空间),前部为燃料舱和战斗部,通过万向头铰接的后部助推器/冲压发动机燃烧室实现“推力矢量控制”

虽说“快鹰”4马赫的速度,跟DARPA提出ARRMD的指标还差挺远,但仍不失为一款具备实用价值的超声速巡航导弹,还被美国海军科学和技术工作小组评选为“财年最受好评的海军ATD合同”。然而此时美国海空军在“低成本”概念上已经有走火入魔的趋势,在如今看来并不算离谱的项目超支费用(需要再投万)面前,海军还是从财年开始停止了“快鹰”的发展,并结合其经验,在ARRMD的框架下继续发展HWT——这时候已经改名为“高速打击导弹”(HiSSM)。

▲明面上的理由一方面是五角大楼要优化整合超声速巡航导弹项目,一方面是这玩意儿距离20万美元一发的“廉价”目标有点远……后来证明,如此扯淡的目标啊,越来越远那就对了

由于美国海空军对技术路线始终存在不可调和的分歧,年ARRMD的两个概念开始彻底独立发展(倒是有一个趋同点,谁的方案都便宜不了)。美国空军主导的波音/普惠乘波体概念逐渐发展为著名的X-51试验飞行器,而美国海军主导的HiSSM则演化成了在“快鹰”之后本世纪初美国海军最受



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