在2022年的珠海航展中,中國展示了一款非常特殊的飛行器。它的名字叫
MD-22
,外形看上去非常科幻,效能也非常彪悍,其
最大速度達到了7馬赫,最大航程達到了8000公里。
空天一體戰機
按照展出它的廣東空天科技研究院的說法,這款
MD-22其實是一個實驗平臺,是一款用於研究空天一體飛機的載體
。
那麼說到“空天往返戰機”,那門道可就多了。
空天往返戰機,顧名思義,是
能直接飛到2萬米高空之上,越過大氣中間層,接近甚至是越過卡門線的戰機
。這意味著該型戰機的飛行高度,超越了目前世界上任何一款防空系統的攔截高度,甚至能對敵人的衛星造成一定威脅。
無獨有偶,
在這次的珠海航展中,其實還有另外一款戰機概念引起了不少人的興趣,那就是“白帝戰機”
。按照相關單位的描述,這款白帝戰機也是能穿越大氣層,成為“空天一體”戰機。
更要命的是,白帝戰機上的很多子系統如果單拎出來,我國都是有能力實現的。
比如
高超聲速滑翔體
,這玩意西工大天天飛。再比如
組合動力發動機和空天往返技術,
前者西工大實驗的高超聲速滑翔體上經常性就有,後者我國的騰雲計劃就是專門研究這東西的專案,且已經實現了亞軌道飛行。
所以真要嚴格說,
中國目前是有能力攥出一臺空天戰機的
。
先不說我國攥出來的空天戰機效能幾何,有相較於沒有那就是巨大的軍事差距。一旦這玩意兒真的投入軍事領域,那空戰範圍將進一步提升。
而且這種東西還可能讓美國非常為難,現在美國面臨的局面有點像當初它制定的星球大戰計劃。
當年美國搞出星球大戰計劃,在很大程度上就是衝著忽悠蘇聯去的,美蘇之間展開太空武器競賽,美國方面有著更強的經濟能力,有希望直接拖垮蘇聯的經濟。
站在蘇聯的角度上,美國搞高新武器自己跟上去,對國家經濟是一個巨大的負擔。但要是自己不跟,那美國真搞出來咋整?
現在的美國怕是體會到了蘇聯當初的感受,在自身外債危機越來越大,且航天產業萎靡的情況下,自己跟或不跟中國的空天戰機研究,心裡都膈應。
那麼作為實驗平臺,MD-22將會實驗哪些東西呢?
從空天一體戰機面臨的諸多技術難題中,
MD-22很可能是專為發動機,和高速、高空、高G飛行準備的實驗平臺。
空天一體戰機發動機
首先是發動機技術,
要搞空天一體化戰機,那麼現有戰機使用的渦扇發動機肯定不行。
MD-22作為“
可重複使用
”的4噸級實驗平臺,很可能就是專為各種裝上空天一體戰機的發動機準備的。
目前最有可能裝上MD-22進行實驗的發動機有2款,為亞燃超燃一體衝壓發動機和旋轉爆震發動機。
其中亞燃超燃一體衝壓發動機的共同點,在於那個“燃”字和衝壓,區別在於亞燃和超燃。
其中
衝壓指它不同於渦扇發動機靠“風扇”吸氣,而是靠飛行器在飛行過程中,迎面進入發動機內的空氣來增加壓力。
這樣的發動機在理論上,有著更高的效率和爆發力,可以實現更快的速度和航程,且更能適應高空缺氧環境。
至於
亞燃和超燃,則分別指在亞音速飛行狀態中實現內燃,和在超音速飛行狀態中實現內燃。
而亞燃超燃一體衝壓發動機,也就是能適應兩種飛行狀態的發動機,既可以用1馬赫以下的速度飛行,也能用2~7馬赫,甚至更高的速度飛行。
介紹旋轉爆震發動機,則需要了解一下震爆發動機的概念。
震爆是一種發動機領域很常見的現象,指發動機內燃燒室中霧化的燃油,在高溫高壓下自行燃燒,以至於出現多個“起火點”的情況。
爆震發動機就是利用這一原理的發動機,它能透過震爆現象以更少的能源獲取更強的推力。而旋轉爆震發動機,指的是旋轉結構的震爆發動機。它的結構比起另一款主流的脈衝震爆發動機更加簡單,且理論上能在單次點火後能持續震爆,實現動力的延續。
毫無疑問,以上兩款發動機不管哪一款投入使用,都能讓現有飛機飛到更高的高度。前者可以讓飛機實現高空氧氣稀薄環境中的飛行,後者因為靠燃料壓力點火,因此點火甚至不需要氧氣參與。
那麼分別裝上這兩款發動機的MD-22,就很符合其可自主起飛,或可火箭助推起飛的描述了。
空天一體戰機高速、高空、高G的問題
至於高速、高空、高G飛行,MD-22身上很明顯為解決這位問題做過特化設計。開過車的朋友,恐怕會對於車子速度越快越難低角度轉彎深有體會。當車子速度快到一定地步,猛打方向盤很容易造成汽車側翻。
地面上的汽車速度最多不過每小時200來公里,而天上的飛機1馬赫的速度就相當於每小時1225公里,是地面上汽車速度的6倍。更何況是達到了2馬赫以上,甚至是MD-22提到的最大7馬赫的速度。
這樣的速度如何快速轉彎是一個巨大的問題,而
飛機難以轉彎,敵防空力量或空中力量就很容易計算出飛行器的彈道,便能將導彈打到飛行器飛行軌道上的提前某個點。
這樣這款飛行器就算有著7馬赫的速度,也有可能被對面打下來。
那麼“機翼”收窄,機頭非常尖銳的MD-22,很可能就是為測試飛行器靠氣動佈局影響高速轉彎的設計。
在搞定了飛機的高速轉彎問題,飛機的高G,也就是過載問題也會成為一個大問題。7馬赫轉彎造成的過載人肯定是受不了,到時候以MD-22為平臺搞出的飛行器極有可能是無人機。
另外這麼快的速度飛機也很可能受不了,普通材料做成的飛行器,在飛到7馬赫後突然轉彎,機翼折斷是必然情況。所以中國以MD-22搞空天一體戰機,在材料學上也需要一定的突破。