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2024年3月26日发(作者：)

高超声速飞行器

高超声速飞行器一般是指飞行速度超过 5倍音速的飞机、导弹、炮弹之类的有翼或无

翼飞行器 , 具有较高的突防成功率和侦查效能, 能大大扩展战场空间。高超声速飞行器潜

在的巨大军事和经济价值使得当前世界各军事大国纷纷投巨资到该领域 , 成为 21世纪世

界航空航天事业发展的一个主要方向。近年来 , 各军事大国在推进技术、结构材料、空气

动力和飞行控制等关键技术研究方面积累了丰富经验 , 对高超声速飞行器未来的发展奠

定了基础。

1 高超声速飞行器基本概念

1.1 高超声速的产生和特点

高超声速飞行器具有飞行高度高、速度快、侧向机动性好的优点, 能在很短的时间内

抵达地球上的任何一点, 迅速打击数千或上万公里外的各类军事目标。这主要是因为它具

有高性能动力推进系统。超燃冲压发动机、脉冲爆震发动机是高超声速飞行器的关键技术。

目前 ,各国发展高超声速技术主要选用燃料可在高超声速内流中稳定燃烧的高超声速燃料

简称超燃 冲压发动机。超燃冲压发动机的适用范围为马赫数 5 ～16,飞行时不需要自身携

带氧化剂 , 直接从大气中吸收氧气 , 作为助燃剂。冲压发动机由进气道、燃烧室、推进

喷管三部分组成。所谓冲压 , 就是迎面吸进的高速气流在进气道内被迅速扩张、减速、

增压 的过程。当气压和温度升高后 , 气体进入燃烧室与 燃料混合燃烧 , 经膨胀加速 ,

由喷口高速排出, 产生推力。这项技术的结构质量轻、飞行成本低 , 可 控能力强、安全

性好 , 可长时间使用 , 是实现高超声速飞行的理想动力装置。脉冲爆震发动机适用于所

有尺寸和所有速度的推进系统, 从发射到高空高超声速飞行甚至轨道机动都能使用 , 尽

管在50 km 以上时需要使用氧化剂 , 但由于应用范围更广泛也更具革命性 , 因此也是

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各国发展高超声速飞行器的热点。

高超声速飞行器具有以下优点:

(1)飞行速度快 , 全球到达。未来的战争是高信息化、高智能化的战争, 未来的空中打

击力量将主要依靠高度和速度取胜。这种高超声速飞行器能在大约两个小时之内攻击全球

任何角落的目标。

(2)稍纵即逝 , 探测难度大。空中目标的运动速度直接决定其通过敌方防御体系作战空

域的时 间, 对突防概率影响极大。高超声速飞行器飞行速度快 , 回波积累数量少 , 雷

达探测能力明显降低 ,探测高超声速空中目标难度加大。

(3)突防能力强, 拦截困难。高超声速飞行可有效缩短对目标的反应时间, 从目前的情

况来看 ,现有的地面防空武器系统的方向转动机构的转动速度慢 , 不能有效瞄准 , 因此

突防概率高。

(4)射程较远, 威力较大。目前国外正在研究的高超声速导弹射程都在几百千米、几千

千米, 并且高 超声速飞行时动能大, 若设计与亚声速飞行器相当质量的战斗部, 高超声速

飞行器战斗部威力更大。

1. 2 高超声速涉及的关键技术

(1)高超声速推进技术。要实现高超声速飞 行 , 首先必须具有适合的推进系统。目前

的研究重点是: 动力装置总体方案; 冲压发动机进气道设计理论与试验; 燃烧室设计和燃

烧室试验; 冲压发动 机喷管与利用飞行器后体补充膨胀; 先进控制和燃料供给系统; 冲

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本文标签： 超声速飞行器发动机冲压飞行

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