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出大事,中國科學家發現美高超彈失敗原因,絕密資訊公然告訴美國

作者:胖福的小木屋

20 年 來, 美國先後通過實施 X-43A 、X- 51A、HTV-2 等多個高超聲速飛行器項目,可以說,美國在高超音速飛彈的布局上要比中國更早更加全面。但是,美國卻一直沒有攻克高超音速飛彈。

美國空軍的重點從戰略射程、飛行馬赫數高達 20 的 HTV-2 項目轉向發展戰術射程 、飛行馬赫數 8 ~ 10 的 TBG 項目。TBG 項目的諸多性能名額相比 HTV-2 已大幅下降,如今又轉向了飛行馬赫數5的ARRW項目。

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然而即使如此,美國依然研制失敗,可以說是美國在多個高超音速項目上的失敗已經浪費了近20億美元,如今美國開始轉向相對簡單的、超燃沖壓動力的、吸氣式高超音速巡航飛彈HACM項目上,難度一降再降,資金卻一再增加,美國計劃在這個項目上投入20多億美金。進而在2027财年之前擁有可用于作戰的HACM武器。

美國議會甚至直接對軍工體開噴,說美國軍工體從美國這裡賺走了幾十億美元,卻沒有給到想要的高超音速飛彈。

而就在近日,港媒《南華早報》發表了一篇文章,中國科學家公開了美高超彈失敗原因,這樣絕密的資訊被公開,這究竟安的什麼心?

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高超音速技術實驗室研究員劉軍教授上司的團隊發表在《空氣動力學報》上的一篇論文顯示,美國人用來研究高超音速模拟與分析的高溫燒蝕複雜方程中一個被忽略的緻命缺陷可能是問題真正的根源,那就是用來分析的軟體CFD求解器存在嚴重缺陷。CFD求解器作為重要設計工具和測試系統,在高超聲速研究和超然沖壓發動機設計中起到舉足輕重的作用”。從七十年代起,在美國政府的支援下,蘭利中心便注意開發計算流體動力學(CFD)求解器。現在已形成幾何模組化、網格生成、CFD求解、圖形後處理和驗證測試等多種工具,是超然沖壓發動機研制的重要基礎和有力保障。

而出問題的就是Vulcan—CFD軟體,VULCAN被NASA視為模拟高速推進裝置内流特性的标準,采用格心有限體積法,可計算空間上是橢圓型的和抛物型的三維湍流反應流動方程(包括Euler方程、空間推進的PNS方程、薄層近似N-S方程、全N-S方程),可模拟理想氣體、化學非平衡流當機流,可求解二維/軸對稱、三維的定常或非定常流動。

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中國科學家發現,蘭利研發的Vulcan—CFD軟體在高超音速流場上細節處理存在非常嚴重的問題,該團隊在論文中表示,該軟體對這一細節缺乏關注,導緻模拟分析無法精确預測飛機表面的化學成分和溫度變化,這可能會對依賴于飛機表面的模拟、設計或分析工作産生重大影響。

也因為這款軟體的失誤,導緻了美國耐高溫材料最大的問題就是不透電磁波,飛彈的制導部件無法工作,不能打擊移動目标。

随着飛彈飛行速度的提高,飛彈在高超音速飛行過程中會産生大量的熱量,當飛行速度達到 8Ma 時,彈體的頭錐部位溫度可達 1800℃,其他部位溫度也将在 600℃ 以 上,是以對材料的耐熱性提出了較高的要求。 此外,為了保護飛行器通訊 、遙 測 、制導 、引爆等系統正常工作,那材料還需要能夠透電磁波,材料既要适應飛彈氣動力 、氣動熱和飛行過程中的惡劣環境, 又要滿足尋常的制導要求,是以,要求材料必須具備耐熱 、防 熱 、承載 、透波等功能 。

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沒有考慮到高超音速飛行器與空氣摩擦産生高溫過程中,受摩擦空氣産生高溫發生氮氣和氧氣的化學反應産生的額外渦流,增加高超音速飛行器表面熱效應。是以美國航天局NASA公開的高超音速飛行器算法低估了高超音速狀态下飛行器受熱情況和受力情況。

這樣就導緻了NASA的科學家無法準确還原高超音速整流罩所處的實際環境,所有針對這種模拟需求設計的整流罩都存在很大的缺陷,在飛行過程中某些“未加強”的區域可能會遭到比試驗之外更嚴重的高溫氣流沖刷進而導緻透波失效甚至失去聯系到失控墜毀等,也就是說,NASA研發的所有高溫透波材料都是基于錯誤資料研發出來的,是以失敗是必然。

NASA的CFD求解器從研發開始,就禁止美國盟友之外的國家使用,資料也是絕密,而對于美國盟友來說,蘭利研究中心具有各種先進測試手段和各種實驗室,還有世界上最好的風洞,自然研發的軟體也是絕對權威的,這就導緻了美國盟友在錯誤的道路上越走越遠,是以,凡事使用美國CFD求解器的國家,都沒有成功研發高超音速飛彈。

出大事,中國科學家發現美高超彈失敗原因,絕密資訊公然告訴美國

而這反而對中國來說是一個好事情,因為中國沒有受到錯誤資料的幹擾,因而在高超音速飛彈的研發上一騎絕塵。中國也沒有受到美國錯誤的幹擾,研發出來了全球最為先進的高溫透波材料。

盡管中國科學家并沒有公開具體的資料,但作為在高超音速領域浸淫了幾十年的NASA來說,很多事情就是一層窗戶紙一捅就破了!

是以絕密資訊的公開,必然會導緻蘭利對其所有的CDF求解器進行重新研究,找出錯誤進行修正,而這對于中國來說并不是好事情,盡管美國人遲早會突破高超音速技術,但晚一天算一天,要讓美國人付出最大的時間與資金成本。

是以,針對這樣的論文,我們不應該公之于衆,這會給美國新的方式,找到錯誤的根源,進而完成高超音速飛彈的研發。

出大事,中國科學家發現美高超彈失敗原因,絕密資訊公然告訴美國

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