“宇宙第一大国”,美国为何就造不出高超音速导弹?

文摘   2024-11-16 17:50   湖南  

高超音速导弹是指飞行速度超过五马赫,也就是五倍音速的导弹,美国目前造不出来,并且这事儿他们短时间内也搞不定。

原因主要有两个,不光是很多人知道的美国没有大型风洞,更重要的还有导弹材料技术的复杂性。

首先做点科普,假如导弹是铁做的,那么超过五马赫,它已经融化为铁水了。

大家知道,通常铁的熔点为1535摄氏度,而在五马赫以上的速度下,导弹周围的空气会被压缩,产生极端高温,热量可以达到约1650摄氏度,速度越快,温度还会越高。

比如东风41的最快打击速度达到了惊人的25马赫,可想而知温度会有多高。

所以仅仅五马赫下产生的1650度的高温,已经远远超出了大多数材料的承受极限,尤其是高超导弹的材料还要求轻便,但如何保证导弹在不太重又可以抗高温的前提下被制造出来,成为了美国人当前的重大难题。

因为在这样高的速度下,即使设计上有微小的瑕疵,也可能导致灾难性的故障。导弹必须能承受压力和应力,同时保持气动外形。

还有,高超音速导弹依赖于先进的推进系统,通常使用超音速燃烧喷气发动机或吸气式发动机来保持超过五马赫的速度。开发这些发动机非常困难,因为他们不仅需要在高超音速下高效工作,还必须足够小,能装进导弹内部,再就是推进剂高超音速导弹需要持续高速度,这意味着推进系统必须能长时间的高效运转。

目前且不说美国能不能搞懂乘波体飞行,他在我上面说的这些地方都已经遇到了不小的阻力。

更要命的是,测试高超音速技术需要模拟实际战斗环境下的速度,这个就要用到风洞技术了。

什么是风洞呢?

用大白话说就是测试高超音速导弹、火箭或者飞机,不能通过真正的飞行去搞测试,而是用人工制造的狂风吹它。飞行器是固定不动的,而风是流动的,模拟出它在特定速度下遇到的风速、温度等,并量度气流对物体的作用效果,观察相关的物理现象。

而搞这种实验,由于涉及的速度和高温非常极端,相当危险,而且测试过程的成本极高。而如果不用风洞吹,只靠计算机模拟是不行的。

根据美国那边的经验,他们先计算出来的数据,拿到风洞一吹,结果数据却总是错的。最要命的是,美国目前并没有一个足够大的测试场,也就是风洞来模拟高超音速飞行的条件。

法国曾经向中国申请吹一次10马赫的风洞,中国开价2亿欧元,法国觉得贵,现在还在谈。

土耳其也申请过一次他出8万欧,中国直接没理他。

欧空局也申请过,是20倍风洞,中方价格是5亿欧,他们也同意,但其他的条件目前还没谈好。

那么建设风洞的难点在哪里呢?

直接一点儿钱,再详细一点电。你需要大量的电力资源才能保证风洞持续不断的运转,从而模拟各种环境下的准确实验数据。

对于那些电力资源不是很充沛的国家来说,风洞就是个奢侈品。

当年老美的F22曾经经历过8万小时的风洞测试,我们的歼20有10万小时的风洞测试,那狂风吹出来的数据可都是真金白银砸,巨量电力资源换来的。

而像长征系列火箭还有高超音速导弹的大型风洞,对电力的要求更高。而说到大型风洞,绝大多数国家可以离场的,因为就算中国送给他们一座高超音速风洞,他们也玩不转。

大型风洞瞬间的耗电量能比得上一座城。

据称,30马赫高超音速风洞瞬间启动的功率堪比三峡大坝的输出功率,22000兆瓦这个世界上多数国家的电网根本玩不转,没有那个能力知道吧?

而要进行风洞实验,得长时间的吹,呼啦呼啦啦,那吹的是风嘛,吹的绝对是钱。

美国人自己做过计算,一个中型风洞进行24小时高超音速实验,就需要消耗大约120兆瓦的电力,这个数字相当于整个洛杉矶一天的用电。

而截至2024年,中国以9万1368亿度的发电量居世界榜首,占全球发电量的31.33%。美国的发电量为4万5477亿度,占比15.59%。

目前,中国在高超音速导弹的研发上已经取得了显著的进展,而这个东西已经为我们的军事威慑战略发挥了极大作用。不用怀疑,中国的高超音速导弹必然会导致全球力量格局发生变化,也可能引发更大规模的军备竞赛,美国人一定会投入大量的资金想办法追赶,但就目前来说,它在开发高超音速导弹时面临着技术、后勤、基础建设和经济方面的多重挑战。

最后再来一波科普,一,世界上第一个风洞,英国造,速度0.8马赫,就像是老式轿车跑高速。2,超音速风洞的诞生地美国,2.75马赫。三,当初美国风洞设计团队有五位成员,这五个人是世界上为数不多的超音速专家,其中有一位名字叫钱学森。

四,钱学森回国后直接要求制造风洞,结果现在中国风洞的技术全球第1。

5,世界上最强的风洞是中国的JF12,38马赫不是用风吹出来的,而是直接通过爆炸来产生风速。

风扇已经out,他们我们开始玩爆炸风洞。

6、欧美能造风洞的国家也不少,但美国的风洞只能到6马赫,欧洲的能到4马赫,俄罗斯8马赫,但想要超过10马赫、20马赫,抱歉,他们的技术还达不到。

大白话说就是连原理都还没搞懂。

7、但是钱学森懂,他早就给风洞理论打好了基础,在他过世之前,理论早就算的清清楚楚,他的学生们也都懂,现在还都在活跃着。

8、除了传统风洞,中国还拥有电离子风洞和强磁场风洞,这些可是高端货外国已经有的风洞,只能算是低配版。

9、曾经美国通过日本想申请我们给他吹一次风洞测试,我们开价50亿美元,还要求他共享数据,结果美国想来想去没同意,不共享数据就滚。

风洞这门生意火爆的很,排队都排不过来,反正我们自己都忙得不可开交,不吹拉倒。

最后再次向中国导弹之父钱学森以及无数为祖国国防建设默默付出的科学家们致敬。中国有你们,幸甚。幸甚!!

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