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观察者网一周军评:“爱吹牛”的国家,其实很无奈
送交者:  2019年06月16日16:36:51 于 [世界游戏论坛] 发送悄悄话


  • 席亚洲

    席亚洲独立军事评论员,IT业观察者

2019-06-16 08:47:11字号:A- A A+来源:观察者网
关键字:伊朗印度导弹袭船

【文/ 观察者网专栏作者 席亚洲】

本周,印度媒体欣喜异常的宣布,该国成功进行了第一次高超声速试验。试验中使用一枚“烈火1”中程导弹作为助推器,将代号HSTDV(高超声速技术验证机)的试验飞行器发射升空。但稍后有印度媒体出来拆台,说试验出现意外,导弹并未将试验飞行器加速到设计的6马赫飞行速度,未能构成超燃冲压发动机点火试验的条件。

印度在军事领域吹的“牛皮”很多,高超声速不过是最新一例。HSTDV实际展示的印度高超声速动力系统试验和设计水平究竟如何,与世界最先进水平差距何在?

此外,本周阿曼湾海域突然出现炸弹事件,事件真相至今扑朔迷离。但近期美伊关系紧张的背后,体现出的是伊朗长期以来关于本国军事实力的“牛皮”实在是绷不住了——在军事实力存在严重缺陷的前提下,伊朗近年来积极开展“战略破局”究竟是福是祸,本文第二部分将稍作展开。

举国之力比不过一个大学——浅析印度“高超声速”技术水平

6月12日,印度媒体发布特大喜讯,印度进行了该国历史上首次高超声速试验。印度媒体欢呼,印度终于“跻身只有极少成员的‘高超声速’俱乐部”,然而稍后就有印度媒体拆台说,这次试验并未按计划成功,作为助推器的“烈火1”火箭未能将试验飞行器加速到预定速度和高度,因此未能构成试验起始条件。

咱们首先还是得再说明一下,高超声速试验,在这里实际上应该是指“高超声速气动飞行器”——也就是在大气层内能够进行平飞或者降低高度较为缓慢的,距离较远的飞行——这和弹道导弹再入时达到十几、二十马赫速度的概念不同,传统的弹道导弹弹头再入实际上仍然按照弹道飞行,与大气摩擦产生的高温实际作用于弹头的时间较短,所以主要是考虑采用可烧蚀材料,通过“牺牲”弹头外部的材料,来避免弹头内部设备和结构被烧毁。而高超声速气动飞行往往需要耐受较长时间的高温,同时还需要有一定的控制手段,来控制飞行器在大气层内飞行的姿态。

印度首次高超声速试飞概略图

因此,高超声速飞行技术的难度远比弹道导弹的弹头高速再入大气高。

世界各国通常首先会进行大气层内高超声速滑翔飞行,或者使用火箭动力的高超声速飞行试验,因为超燃冲压发动机技术难度非常高,通常不会在第一次高超声速试验时进行测试。

美国的航天飞机在再入阶段就是一个典型的高超声速滑翔飞行器,也可以说是这一方面目前为止较为先进的技术代表,也是美国对于能以较短时间掌握可实用高超声速滑翔导弹系统的底气所在。当然了,美国航天飞机已经多年不搞,目前正在积极试飞的高超声速中程导弹的再入飞行器也和航天飞机的外型完全不同。因为航天飞机虽然技术性能相当惊人,但尺寸重量过于臃肿,不适合用来直接作为弹药使用。

不过,也正是由于航天飞机的示范效应,中俄的最初高超声速滑翔飞行器的外型也都和航天飞机类似,俄国的“暴风雪”号航天飞机干脆几乎就是照抄,而我国的“神龙”的基本外形也没有脱出这个概念。

此前的印度“航天飞机”实际试飞速度没达到高超声速

当然,之后从试验转向实用,大家都放弃了航天飞机的基本外形,改为采用旋成体和升力体设计。

而印度在这方面也已经走出了第一步,他们在2016年5月23日发射了外型类似航天飞机的RLV-TD验证机——但许多媒体指出该机体回收后外型干干净净,没有在高超声速飞行中与大气摩擦烧蚀的迹象——这个问题其实从印度政府航天组织ISRO的官方网站上能得到答案,该机在试飞中,最大速度4.8马赫,再入速度3.9马赫——换言之,实际上它远未达到高超声速滑翔,只是超声速滑翔(没有达到5马赫以上的速度)。之所以将5马赫定为高超声速的下限,是因为在超过5马赫后,飞行器设计的首要关键因素就转为了热防护,所以,RLV-TD没有出现明显烧蚀迹象也就顺理成章了。

这次试验未能达到高超声速,原因也很简单,RLV-TD的助推器为HS-9,基本和“烈火1”导弹相似,而这种导弹本身性能就一般,采用固体火箭发动机,最大射程700公里,最大速度2.5千米/秒(约合7.3马赫),战斗部重量1吨(为了携带印度笨重的原子弹)。而RLV-TD的重量不争气地达到了1.3吨,气动阻力也远大于简捷的弹头,那么其在“烈火1”助推器的推动下,最大飞行速度远低于2.5千米/秒也就很正常了,不过这也是印度ISRO在发射前就已经预计到的,印度官方并未将这次试验列为印度的首次高超声速飞行试验——虽然这倒也不影响印度和一些西方媒体这样吹嘘。

相比之下,这次进行试验的HSTDV则是印度的首次高超声速飞行试验,这是国防研究与发展组织之前就已经说了的——预计飞行速度将达到6马赫以上(当然,实际试飞中没达到……算是穷小子试图加入高端俱乐部,却因为没带够钱,被赶了出来?),不论超燃冲压发动机点不点燃,都将是印度的第一次,都可以说加入了“俱乐部”(话说印度人可能受英国影响深,老喜欢用“俱乐部”这个说法,或许因为这个词儿听起来比较高端大气上档次?)。

高超声速飞行器可不是光做个模型就行了的

我们再来看印度测试的HSTDV飞行器,它的主要研制任务是验证超燃冲压发动机,大家都知道,高超声速飞行器分为高超声速滑翔和吸气式动力高超声速飞行两种——诸如美国X-15这样使用火箭动力的高超声速飞行器,因为火箭实际工作时间很短,其主要的高超声速飞行阶段其实也是滑翔,所以也算作助推滑翔。

相比之下,吸气式动力的高超声速飞行器,因为其可以通过空气中的氧气和自带的燃料维持较长时间工作,可以显著提高性能,是未来进一步拓展高超声速飞行技术的希望所在——总不能未来的高超声速飞机每次飞行都要用一个大火箭给它发射上去吧?

而目前可以用于高超声速飞行器的动力系统,又包括超燃冲压发动机、涡轮发动机(需要搭配使用进气快速冷却技术,将来流温度和速度显著降低,进一步降低可以将空气中的氧气直接液化,可以带动液体火箭发动机)、亚燃冲压发动机(也可以勉强达到稍超过5马赫速度,不过需要使用更加复杂的进气道,效率较差)、组合循环发动机(在高超声速条件下工作的时候其实也是超燃冲压)几种。

这其中,超燃冲压发动机是潜力最大,各国研制最为积极的。

冲压发动机的最大特色是结构简单,它基本上就是一个结构特殊的进气管,利用前方高速进入空气的冲压效应,使空气高度压缩,与燃料结合燃烧喷出——因此冲压发动机的关键就在于这个进气道的设计。


我们可以看一下我国和美国最早进行超燃冲压发动机测试的平台,美国早期有一个HyFly计划,也就是我们国内经常称为“快鹰”的,从它的进气道试验的图可以看出,它的进气道设计基本和我国的“凌云”(2012年首飞)实验平台进气道相似。

“凌云”实验平台

美国Hyfly超燃冲压发动机试验平台,印度根本没进行过这种验证超燃冲压技术基本概念的试验,突然就搞出三维侧压式进气道的东西了,这从侧面说明——有钱能使俄罗斯推磨……

这种进气道的外型看起来和早期喷气式战斗机和一些导弹上常用的进气道相似,苏联早年进行的超燃冲压发动机试验的进气道也是这个类型,称为“常规高超轴对称进气道”,这种进气道通常只能适应6马赫以上的飞行速度,因此主要用于超燃冲压发动机的最初验证。

这种进气道设计的缺点在于,它基本没办法和飞行器的总体设计进行配合,要求飞行器的气动外形只能是一个“大管子”。但高超声速飞行器的气动外形设计又要求采用升力体这类的外型,所以常规高超轴对称进气道无法和机体外型结合,发展潜力有限,基本也就用于初期测试。

那么实用的高超进气道设计应该是什么样呢?我们看美国的X-43A,它第一次尝试了在升力体机身下方设置了进气道,后面有扩散段,只是这段进气道当中没有喷油和燃烧室,实际上它就是用于验证“高超声速三维侧压式进气道”的验证机。经过X-43A的验证后,美国将这种进气道运用在了X-51A验证机上。

X-43A虽然并没有动力,但是从它的试飞中,美国对于三维侧压式进气道的基本设计进行了验证,从而为X-51A的试验奠定了基础

没有大量的试验试飞,根本不可能获得足够的数据进行后续的研究,也就无法改进设计和找到原始设计不合理的地方,就不会有进步,图为X-51A验证机

说到这我们也得插一句,由于高超声速气动相关领域试验相关数据积累尚不充分,数字模拟存在相当缺陷,同时由于高超声速风洞试验也无法完全模拟实际试飞,因此不管是中国美国还是俄罗斯,都没有办法绕过实际试飞测试。因此实际试飞测试的相关数据和情况,才能真正体现在这一领域的研究水平。从这方面目前情况来看,我国由于试验次数多,试飞平台多、研究单位多、投入大……取得领先地位并不奇怪,值得警惕的是,目前美国正在大幅度增加这一领域的研制费用,安排了大量的试验和测试工作,在这样的大规模集中研究之下,追赶速度很可能不容小觑,要想保持领先地位,可能也只有加大投入力度,绝不能松劲。

而这种三维侧压式进气道的基础上,增加诸如支板、顶板、侧板、进气口前掠、后掠等变化,再加上可以改变进气道截面积的一些设计,就可以获得较大的速度适应范围。日本按照理论计算和试验得到的公开信息中提到,他们已经验证了能够适应4-8马赫速度范围内工作的5种侧压式进气道设计方案。当然,日本在这一方面的研究肯定算不上最顶尖的,但通过这种公开信息,我们也可以知道这一领域的顶尖国家是可以将这种进气道玩出更多花样的。

那么这方面的最新进展如何呢?

我们注意一下美国SR-72验证机的模型,以及原计划在HTV-2之后研制的HTV-3等验证机的示意图,可以发现它们的进气道设计和X-51A相比又有不同,外型上的显著特点是进气道唇口有一个巨大的“深V”缺口。这就是所谓的“高超声速内收缩进气道”,这种进气道的原理与前述的三维侧压式进气道又有不同,结构更加简单,重量更轻。而且在此基础上进一步发展的“前体-内收缩进气道一体化”设计可以进一步避免前提附面层进入进气道,对于提升性能更加有利。在美国FALCON(原HTV-3)和SR-72上使用的就是这种进气道的一种形式:“吻切波锥乘波前体,复杂进口转圆形出口内收缩进气道”。

SR-72想象图

计划在FALCON验证机(HTV3)上运用的新型高超声速进气道 

说到这方面,我们可以看一下今年进行公开测试的厦门大学“嘉庚一号”,它的试验项目之一就是测试新型高超声速发动机进气道设计——笔者肉眼是看不出它的性能如何,但至少我们可以很明显看到它唇口处的“深V”形状,但它又和SR-72、FALCON的进气道有明显不同,说明两者的设计上可能基于不同的原理,究竟谁更先进咱们或许以后可以等更多的资料和论文来揭开秘密。

但是我们可以看得出的是,中国在超燃冲压发动机进气道设计方面正在进行扎扎实实的工作。而且,别忘记“嘉庚一号”只是中国一所大学主导的实验项目——此前我国公开的还有包括“星空1号”、“重庆两江之星”等明确用于高超声速技术试验的火箭。

在“嘉庚一号”上进行验证的进气道设计

……厦门大学搞一个高超声速验证火箭,技术含量就已经远超过印度DRDO……所以你觉得呢?


至于“国家队”那些使用更大型的火箭,飞行速度更高,试验水平更高,更加昂贵,更加先进的试验项目,以及若干已经或者接近形成实战能力的实用化的导弹项目——“过于先进,无法展示”……当然,在时机合适的时候大家肯定可以看到。

了解了上面这些信息,我们反过来再看印度的HSDTV……

基本上来说,它的进气道是俄罗斯上世纪90年代进行验证的三维侧压式进气道,其基本外形和俄罗斯90年代初就曾在莫斯科航展上公布的Kh-90导弹非常接近,而俄罗斯拿这东西上航展,其潜台词就是可以出售……

KH-90的三维进气道

由于它的首次试飞未能达到预计的测试速度,也就是6马赫水平,所以我们也不知道它究竟能不能点火成功。但即使成功,也并不能说明印度在超燃冲压发动机技术领域就很了不起了——但至少它说明,靠买买买,是无法获得真正最先进的技术的。

当然,买到了技术,自己复刻出来,并且试验成功,这也是一个很难的过程——印度人已经通过第一次试验失败,展示了这确实挺难……

有人说,虽然印度的试验水平看起来是低了些,但它毕竟靠这次试验,挤进了世界上少数研究高超声速技术的国家行列(目前这方面开展研究并且有一定技术成果的包括:中国、美国、法国、英国、日本等),那么——一个神推论是——取得成功就只是时间问题。

我只能说这个看法确实很印度,上世纪80年代印度推动一大批国产先进武器研制的时候,大家也是这么说的……

基础不牢,地动山摇,印度作为一个科技基础相当薄弱的国家,强行要“有声有色”,那确实也只能靠搞一些似是而非,表演意义远大于实际的试验,来猪鼻子里插大葱——装象了呗。

然而当印度举全国之力,进行了一次技术含量还不如厦门大学主导的高超声速试飞,还因为非常基础的原因而失败的情况下……或许这个“时间问题”,确实不是一般的大了。

阿曼湾袭船疑云?这个时候我想起了朝鲜

周末前,阿曼湾中两艘油轮突然遭遇炸弹袭击起火爆炸。关于此事的责任,美国方面毫不犹豫地声称是伊朗革命卫队搞事。

按照美方的说法,这件事基本是这样,伊朗革命卫队悄悄乘小船,在油轮靠泊港口或者海上停靠时在上面装了磁性定时炸弹。但由于可能有炸弹没有爆炸,为了消灭证据,他们在炸弹爆炸数小时后,又坐小船靠近油轮,去取走未爆弹。而这个过程被美国P-8海上巡逻机抓拍个正着。

如果真是这样,那伊朗革命卫队的行动能力也是够……菜的。

当然,这件事令人感到诡谲的地方在于,伊朗革命卫队在历年来的军事冲突和行动中也确实没有表现出过与它的名头相适应的专业素质——包括在叙利亚作战中,他们的战斗力也被认为有时候还不如ISIS武装。

所以,美国人的这个说法,似乎也并非绝对没有可能。

当然,另一方面来说,用脚趾头大家也能感到这事情的诡异,伊朗革命卫队干嘛要去搞这个事情?

这就和美国人说朝鲜当年用微型潜艇伏击击沉韩国护卫舰一样——理论上说似乎并非没有可能,但其动机却令人百思不得其解——为啥要在敏感时期去挑衅一下呢?

说得更远些,西班牙人当年吃饱了撑的,去炸沉美国“缅因”号战舰?

这件事究竟是不是伊朗人搞的,还是某些其他势力栽赃?很耐人寻味。

不过这篇评论笔者不打算去详细介绍磁性炸弹这种常见破坏武器,也不打算详细介绍这种武器的定时机构的靠谱程度,或者炸弹袭船的难度。

笔者只想说,美国如果要打伊朗很容易,而且伊朗还不上手——这可能是这件事情会发生的一个重要原因。

当然,这里笔者说的肯定不是美国对伊朗发动全面入侵,动员几十万大军杀入伊朗国土,用地毯式轰炸把庞大的伊朗陆军和预备役部队炸得人仰马翻,然后陷入长期的治安战,顺手给中俄又一个十年战略机遇期。

而是类似美国巡航导弹打击叙利亚这样的“惩罚行动”,或者说“战斧外交”。

对于这样的行动,伊朗除了采取恐怖袭击之外,就没什么办法进行报复——不然怎么样,渡海去打沙特?

同样是被美国列为“流氓国家”,利比亚、朝鲜和伊朗的应对值得对比一下。

利比亚真心实意向美国投降——结果尸骨无存。

朝鲜狠下心来勒紧裤腰带,拼上性命把核武器与洲际导弹搞定了——虽然现在形势依然困难,但至少美国已经不敢再把“军事解决”当做解决朝鲜问题的手段。朝鲜解决了自己最基本的生存问题,甚至金正恩在外交方面也打开了一片天。

伊朗——介于朝鲜和利比亚之间,一方面不敢真搞核武器,但另一方面又要拿“研制核武器”作为和美国讨价还价的砝码。可惜,你连一次核试验都没做过,上来个特朗普根本不承认他们可能开发出核武器,伊朗就立刻失去了最重要的砝码。改善自身处境,解除经济封锁什么的,甭想了。

伊朗经常吹嘘自己的军事科技,包括最近也在号称已经研制成功了一种先进的防空导弹系统——但实际上其技术水平也就是上世纪70年代的样子,无非是电子系统改用了现在的国际商用设备的零部件……

很大程度上,伊朗这种吹嘘本国“先进武器”的行为,主要还是对内宣传,对外——美国人知道你这些东西都是吹的。

但伊朗要给本国民众加油鼓劲啊。因为伊朗的政治形态就很特别,在中东国家当中,伊朗民众的日常生活其实是比较“世俗化”的,在很多问题上,包括女性权益方面,他们都比沙特等国更加进步。但问题是”世俗化”总是被和“西方化”联系在一起,而现在的伊朗政权又是宗教、保守派和世俗派共同掌握,前两者可以对世俗化做出让步,但坚决反对“西方化”,因此伊朗自己内部的关系理不顺,始终存在着问题。再加上伊朗还有个“民主”的形式,因此对内宣传对于他们来说其实也非常重要。

在内部撕裂的前提下,伊朗相对有限的资源分配问题上就很成问题——具体到军事问题上,革命卫队和正规军之间就存在着很大的争夺,甚至之前还发生过革命卫队强行冲入空军基地,宣布基地属于革命卫队所有,基地里所有空军人员就地加入革命卫队这样的事情。

这些迹象都表明,伊朗看似在对外“战略破局”,但自己的社会和政治根基却存在着不稳。

前几年,和军事专家宋先生聊天的时候,他还对伊朗颇为赞赏,认为伊朗即将拥有自己的“两弹一星”,又拥有意识形态上的优势,战略破局隐隐成功,认为只要操作得好,完全可以打开一片天。

几年过去了,伊朗还是没能搞出“两弹一星”,战略破局没什么大的进展,反而在叙利亚冲突中暴露出了革命卫队战斗力不足的问题,而也门冲突也是久拖不决,继续消耗伊朗。

与西方媾和的伊朗核问题谈判刚刚取得重大成果,看到了放松封锁的希望——特朗普马上就来搞事。

正是伊朗自己暴露出了脆弱的一面,这次扑朔迷离的袭船行动才会出现——这一招颇有点浑水摸鱼的意思。

说到底,在今天这个时代,要维护国家安全,靠吹是不行的!


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