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比鋼更牢固且隔熱 美借納米技術攻關高超音速武器

2019-11-22 13:11:16 參考軍事

參考消息網11月22日報道 美國《大眾機械》月刊網站11月19日發表凱爾·溝上的文章《納米技術如何幫助美軍達到5馬赫》,摘編如下:

美國正大力推進高超音速武器攻關,目前至少有5個不同項目在研。納米技術正成為其中一項關鍵技術,碳納米管則有望成為在高超音速飛行時能迅速散熱的堅固而輕巧的材料。

高超音速武器以驚人的速度穿越大氣層,5馬赫是這種武器的“速度門檻”。推動一個物體以非常快的速度在空氣中穿行會帶來一個問題:隨著速度加快,物體穿過空氣的摩擦力也會增加。

這種摩擦會產生熱量。以3馬赫的速度飛行時,SR-71“黑鳥”戰略偵察機的蒙皮溫度會達到260攝氏度。飛行速度達6馬赫時,20世紀60年代的X-15火箭動力試驗機需承受約650攝氏度的高溫。速度達到10馬赫后,高溫足以“融化最堅硬的鋼鐵”。高超音速武器的飛行速度可能達24馬赫。(航空界把飛行器高速飛行時所遭遇到的這種高溫情況稱之為“熱障”,本網注)

資料圖片:美軍SR-71戰略偵察機可以三倍音速飛行。(美空軍官網)

資料圖片:美軍“獵鷹”飛行器高超音速飛行效果圖。(美國防部官網)

由于航天器和核彈頭重返大氣層所面臨的技術挑戰,科學家和工程師們知道如何處理傳統的空氣摩擦問題。但洲際導彈的分導彈頭從太空再入大氣層并砸向敵人目標時,只會暴露在高溫下幾分鐘。另一方面,高超音速武器在大氣層內飛行,整個飛行過程都暴露在高溫下。

“防務一號”網站上的一篇文章描述了科學家是如何利用碳納米管解決高溫問題的。佛羅里達州立大學高性能材料研究所的科學家正在研究將碳納米管作為高超音速武器的制造材料。碳納米管是由直徑僅一納米的碳管組成的合成材料,比鋼更牢固并能隔熱。研究人員發現,將碳納米管浸泡在苯酚中可以將其散熱能力提高六分之一。

這意味著,能夠承受高超音速飛行的高溫和壓力的材料正在到來。報道認為,高超音速武器的設計者甚至可以通過使用更厚的這種涂層實現更高的速度。

【延伸閱讀】美陸軍將部署高超音速武器 可在數分鐘內打擊任一地點

參考消息網10月17日報道 據合眾國際社10月15日報道,美國陸軍協會在其年度大會上被告知,美國陸軍預計將在2023年前部署遠程高超音速武器系統。

美陸軍高超音速項目副主任羅伯特·斯特賴德15日對美國陸軍協會大會的與會者說,正如美陸軍9月所宣布的,(美陸軍)將在2023年前部署一種原型武器。

斯特賴德說:“這種原型武器的助推器將和美海軍(同類裝備)絕對通用。事實上,海、陸軍已簽署一份(協議備忘錄),讓海軍負責設計、陸軍負責生產。”

斯特賴德還說,這種從機動式地面平臺發射的導彈將能突破5馬赫的飛行速度,高超音速武器系統將是美陸軍工作的重中之重。美陸軍6月宣布,計劃在2020年進行原型武器測試。

報道稱,高超音速導彈能夠抵達地球大氣層的頂層,在準備進行打擊之前,它始終處于敵軍防空系統和導彈防御系統防御射程之外。美陸軍稱,其設計將考慮精確性、速度、生存能力和機動性,能在數分鐘內打擊世界上任何地方。

資料圖片:美陸軍公開的2023年高超音速武器計劃圖。(美陸軍官網)

資料圖片:美陸軍高超音速武器飛行設想圖。(美陸軍官網)

導彈和發射平臺的設計由美陸軍“快速反應能力與關鍵技術”辦公室負責。該辦公室自2018年以來一直聚焦于研發高超音速武器。

報道稱,這一導彈系統由如下部分組成:一個通用高超音速滑翔體、經過改裝的卡車和拖車發射平臺以及現有的指揮控制系統。美軍已與位于亞拉巴馬州亨茨維爾的動力系統技術解決方案公司簽約,進行通用高超音速滑翔體原型武器的制造。

洛克希德-馬丁公司、雷神公司和波音公司也已與導彈防御局簽訂合同,設計一種高超音速導彈防御系統。

洛馬公司負責高超音速項目的副總裁埃里克·舍夫在大會上說,實施該項目可能存在兩個障礙。他說,首先是供應鏈。盡管目前沒有關于該項目存在弱點的報告,但洛馬公司正竭盡全力確保該項目零部件和人員的穩定流動。

舍夫還說,其次,美國眾議院撥款委員會降低高超音速武器預算要求的決定將“對我們的計劃造成毀滅性影響”。

舍夫表示,這一撥款狀況繼續下去將推遲“重要的采購,使交付計劃面臨風險,并對威懾和擊敗勢均力敵的對手的能力產生不利影響”。

(2019-10-17 13:13:52)

【延伸閱讀】美空軍試射高超音速導彈 計劃于2022年具備作戰能力

參考消息網6月17日報道 據美國《防務新聞》網站6月13日報道稱,當地時間6月12日,美國空軍在位于加利福尼亞州的愛德華茲空軍基地成功完成了一次高超音速導彈的試射。

美空軍發布消息稱,在試射中,1架B-52戰略轟炸機發射了AGM-183A空射高超音速滑翔導彈。美空軍試驗部門搜集了有關導彈發射和爆炸的各種試驗數據。美媒稱,此次試射的高超音速導彈未裝填戰斗裝藥。

美空軍表示,在高超音速武器開發過程中,此類發射試驗必不可少。

美媒則認為,這次試驗顯示美軍正努力“趕上”俄羅斯和中國的高超音速武器技術。

報道稱,美空軍在2018年8月與洛馬公司簽訂了開發高超音速導彈的合同,AGM-183A導彈預計將在2022年具備初步作戰能力。(編譯/馬騏騑)

高超音速導彈想象圖。

(2019-06-17 00:06:01)

【延伸閱讀】斥資近60億美元 美加速研發高超音速武器追趕俄軍

參考消息網8月27日報道 英國《每日快報》網站24日發表了夏蘭·麥格拉思的題為《核攻擊威脅:斥資60億美元研發高超音速武器可能引發第3次世界大戰》的報道,具體內容編譯如下:

一份軍事分析報告說,令人膽寒的高超音速武器正在“模糊”核戰爭與常規戰爭之間的界限,增大了未來爆發毀滅性戰爭的風險。

從事市場調研業務的英國IHS馬基特公司在《簡氏防務周刊》上發表的這一研究報告,凸顯了俄羅斯、美國在高超音速技術上花費的天文數字。不過,盡管美國目前開銷跟俄羅斯的總和一樣多,但仍落后于俄羅斯。報告認為,力量對比被扭曲,因為核武器正在“萎縮”,而包括高超音速在內的常規武器正變得更加強大。

《簡氏防務周刊》分析師拉胡爾·烏多希接受記者采訪時說:“由于高超音速武器的飛行速度極快,有些具有機動性,它們更可能破壞國際攻防技術平衡,從而使核武器與常規武器之間的界限越來越模糊。”

“在一小時內打擊世界上的幾乎任何地方,意味著這些武器會影響到人們對戰略穩定的看法,并可能因(常規或核武)彈頭類型模糊而進一步加劇危機。”

例如,俄羅斯的“天墜”(俄稱“海燕”——本網注)導彈是一種能夠攜帶常規彈頭或核彈頭的核動力高超音速巡航導彈。

分析警告說,這2個大國目前都在大手筆投資高超音速技術。

資料圖片:掛載“匕首”高超音速導彈的俄軍米格-31K截擊機。(俄羅斯國防部)

資料圖片:美軍B-52H轟炸機掛載AGM-183A高超音速導彈試飛。(美國國防部)

《簡氏防務周刊》估計,到目前為止,美國已經為高超音速技術和武器的研發投入33億美元以上,2020年的預算請求又追加了26億美元。

據信,俄羅斯已經花費超過11億美元,用于“先鋒”高超音速導彈、3M22“鋯石”導彈系統和“匕首”高超音速導彈項目。

然而,俄羅斯在高超音速武器上的支出預計不會大幅增加,因為“匕首”高超音速導彈——莫斯科聲稱射程為1920公里的可攜帶核彈頭的空射彈道導彈——已經入役,而“鋯石”和“先鋒”導彈即將入役。

美國陸軍部長瑞安·麥卡錫在談到特朗普總統決定讓美國退出與俄羅斯簽署的里程碑式的《中導條約》時說:“特別是關于《中導條約》的范圍,我們正在研究我們能首先在哪里找到機會。顯然是高超音速武器,如果你在高超音速導彈上安裝了彈道導彈彈頭的話。”

洛克希德-馬丁導彈與火控系統公司執行副總裁弗蘭克·圣約翰在6月份說:“鑒于高超音速能力是國家安全的重中之重,洛克希德-馬丁公司和美國空軍正在加快高超音速武器系統的(技術)成熟和投入使用速度。”

烏多希說:“目前,我們看到俄羅斯以可觀的資金領導著研發工作。這表明美國在某種程度上落后于前者。不過,鑒于美國現有項目的優先順序和承諾,這種情況可能會在近期發生改變。”

上周有報道稱,美國正在研發遠程高超音速武器,而美國防部長馬克·埃斯珀告訴福克斯新聞頻道,他預計美國將在“兩三年后”做好部署這種武器的準備。

(2019-08-27 13:42:39)

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