基本介紹
- 中文名：X—51A破浪者
- 外文名：SED-WR，Scramjet Engine Demonstrator-Waverider
- 開發：波音公司與普拉特·惠特尼
- 即：X-51A乘波者飛行器
事件來歷,相關優點,詳細推論,團隊獲獎,總體評價,
事件來歷
美國空軍公布的視頻畫面顯示，一架B－52型轟炸機從愛德華茲空軍基地起飛後，將“乘波者”運載至太平洋上空約1.5萬米處將其釋放。然後，“乘波者”依靠固體火箭推進器在26秒時間內加速至4.8倍音速。與推進器分離後，“乘波者”啟動超燃衝壓發動機，衝上約1.8萬米的高空，速度達到5.1倍音速，飛行了約3分半鐘。
相關優點
乘波構型具有以下優點。
（1）乘波構型的上表面與自由流平行，所以上表面的壓差阻力較小，而下表面在設計馬赫數下受到一個與常規外形一樣的高壓。
（2）飛機下表面在激波後的高壓不會繞過前緣泄漏到上表面，波後高壓與上表面低壓之間沒有壓力溝通，這使乘波構型和普通外形相比具有很高的升阻比。
（3）來流經激波壓縮後，沿著壓縮面的流動被限制在前緣激波內，形成較均勻的沿下表面流場，可以消除發動機進口處的橫向流動，利於提高吸氣式發動機的進氣效率，同時使得這一構型便於進行彈體/發動機/進氣道一體化設計。
（4）由於上下表面沒有壓力溝通，飛行器上表面和下表面的流場不存在干擾問題，上下表面可以分開處理，有效地簡化了飛行器的初步設計和計算過程。乘波構 型與超燃衝壓發動機的一體化設計可以得到性能優越的高超聲速乘波飛行器 耐熱技術 為了適應高超聲速的飛行以及從空間直接再人大氣層的飛行，飛機的表面要能承受高達4500℃的高溫。為此，整個機體塗覆了一層耐熱燒蝕材料，特別在驗證機的腹部覆蓋了與太空梭一樣的隔熱瓦 超燃衝壓技術 X-51A採用的是吸氣式超燃衝壓發動機，與採用火箭發動機相比，其效率更高、航程更遠，所攜載荷也更重。由於這種發動機從空中吸收氧氣來保持推進，不需要像火箭發動機那樣必須同時攜帶占據非常大發射重量的燃料和氧化劑。此外，因為超燃衝壓發動機只有很少的活動部件，所以，即使在非常苛刻的工作環境內，它們的工作至少與渦輪發動機一樣可靠。
X-51A成本很低，比相當於一枚小型運載火箭的遠程乃至洲際彈道飛彈低得多；經濟，方便量產，生產工時相對較短；遠程彈道飛彈很少的數量，生產補充慢，非常小的戰鬥部重量，如果使用常規彈頭，投射的火力太可憐，對敵破壞太小，除非使用核彈頭。 常規彈道飛彈沒有精確打擊能力，沒有精確斬首能力，沒有攻擊敵有厚實岩層防護的地下重要目標的能力，而X-51A高超音速巡航飛彈，具有精確打擊能力，對於地下重要目標，有後彈精確命中轟擊前彈彈坑的能力，鑽透防護岩層，最後一彈精確沿著前彈們炸出來的通道進入地下，這樣就可以炸毀敵重要地下目標。 另外，X-51A攻擊的隱蔽性能遠比彈道飛彈強，彈道飛彈剛一發射，類似運載火箭一樣巨大的尾焰，巨大的紅外特徵讓敵衛星看得清清楚楚，並且能夠清晰判別飛彈的彈道，給出預警時間，方便敵人做出充分準備，而X-51A高超音速巡航飛彈發射時隱蔽性要強得多，大大加強了攻擊的突然性，攻其不備，此外，高超音速巡航飛彈也沒有固定的彈道和將來要飛行的軌跡供敵判別。 縱觀人類歷史，那些最有效地從人類活動的一個領域轉入另一個領域的國家，總能獲得巨大的戰略優勢。有了即時全球打擊能力，美國就無需預先派遣大量兵力進行全球部署，就可以直接從本土、前沿基地、海上平台、空中平台，甚至太空平台對目標實現近實時精確打擊。面對這樣的戰爭情景，傳統的作戰制權概念必將受到衝擊，作戰重心向近地空間和外太空的轉移，作戰原則、作戰方法乃至整個軍事思想將發生重大變化。爭奪制天權，將成為未來戰爭的主戰場。 超音速燃氣衝壓發動機問世，使太空飛行器運動速度動輒就達到5倍、7倍以至數10倍音速，不受地球曲率的影響，不受地形的限制，更便於瞄準射擊，地球上任何目標也無法逃脫它的打擊。由太空武器平台對陸、海、空各軍種力量遂行近實時支援，甚至把太空武器平台作為聯合火力打擊和機動的主導力量將不再是構想。聯合作戰將加速向陸地、海洋、空中、外層空間、電磁和網路等全維空間發展，聯合作戰條令將再次被改寫，陸、海、空、天、電、網一體化聯合作戰將在未來戰爭中出現。 20多年來，美國視為戰場利器的戰斧巡航飛彈平均時速僅為880公里，而裝有超音速燃氣衝壓發動機的飛行器，均速將達到每小時6000以至7000公里以上。在即時全球打擊能力控制之下，戰爭進程很可能將不會用月、天來衡量，而是用小時、用分鐘來衡量。超音速
燃氣衝壓發動機的問世正在推動戰爭進入“讀秒”時代，時間因素將處於眾多作戰制約因素之首，瞬間決定戰爭勝負已經不再是危言聳聽。 技術進步在增強美國軍事優勢的同時，世界會變得更加安全嗎？為此，應當未雨綢繆，早思應對之策。改變，不僅僅源於技術創新，更源於敢於和善於突破傳統的眼光和魄力。毫無疑問，形勢逼人，我們需要更多“仰望星空”的人！
詳細推論
美國20世紀90年代啟動的“全球敏捷打擊”計畫自推出以來一直處於低速發展過程中，眼下該計畫開始迅速升級，他們從改造“三叉戟”飛彈開始，正在推出一系列先進攻擊武器概念，包括新一代的飛機、無人機和飛彈。其中，X-51A高超聲速巡航飛彈就是一種比美國武器庫中任何一種飛彈的速度都要快的全球打擊武器。可以在1小時內攻擊地球上任意位置上的目標。 X-51A是美國正在研製中的另一種全球高速摧毀武器，被稱為“乘波者” （WaveRider）。它是一種從B-52轟炸機上發射的巡航飛彈，由助推火箭加速到超聲速，再利用衝壓發動機使其達到高超聲速。 X-51飛彈的設計的獨特技術作為乘波者（Waverider，又譯馭波者、波行者）的X-51A，機體外形有一個扁平的頭部、彈體中部設有4片可以偏轉的小翼（襟翼），進氣道在腹部。其設計原理主要是從一個給定的、有激波系的三維超聲速流的解析解或數值解的流面中，沿著流線切割出一個尖頂三角外形的錐形體作為飛行器的外形，由此得到的乘波飛行器構型是一種在其所有的前緣都具有附體激波的聲速、高超聲速飛行器構型。 X-51飛彈採用了乘波構型設計概念，通過專門設計的尖銳頭部，可以形成按精確角度分布的激波系，使激波系產生的所有壓力直接作用在飛彈下方，從而為飛彈提供升力。同時，頭部形成的激波系還能起到壓縮空氣的作用，有助於X-51發動機的燃燒過程。 根據公布的性能指標，X－51頭部扁平，充分考慮到高速飛行時的空氣動力學需求，外形借鑑了宇宙飛船和巡航飛彈的特點。彈體由鎳合金製成，長約3.5米，重量和體積都與一般的飛彈差不多，可任意搭載到轟炸機或戰鬥機上，是一種標準的空對地巡航飛彈。但它的速度又讓它有別於其他巡航飛彈。 它的設計飛行速度為馬赫數5.0（近6000千米/小時），將是世界上第一個能夠達到如此高速度的空射巡航飛彈，以前，只有彈道飛彈和宇宙飛船才能達到這種速度。這意味著，飛彈從阿拉伯海到阿富汗東部可能僅需要20分鐘。也幾乎可以在一小時內對地球上任何一處目標實行精確打擊。X-51將是世界上第一個能夠達到如此高速的空射巡航飛彈，以前，只有彈道飛彈和宇宙飛船才能達到這種速度。X51採用超燃衝壓發動機驗證機(SED-WR)。該驗證發動機長26英尺，4000磅，採用碳氫燃料。飛彈藉助自身的動能摧毀目標。乘波構型設計有助於X-51發動機的燃燒過程。
團隊獲獎
日前美國新研發的高超音速飛行器X-51A“馭波者”研發團隊，被美國航空航天協會授予國家獎章，獲獎聲明稱：X-51A的試飛成功對美國的航空界有劃時代的意義。X-51A可達5.1倍音速，即每小時能夠飛5300多公里。它已被美軍列入了“一小時打遍全球”的武器庫當中。
總體評價
X-51A飛行器與巡航飛彈比較有三大優勢：
X51A高超聲速飛行器
X51A高超聲速飛行器反應速度快，亞音速巡航飛彈打擊1000公里外目標需要一個小時，而X-51A只需不到10分鐘；
突防能力強，現有的巡航飛彈主要依靠超低空飛行和隱身技術來突破敵方防禦，由於速度慢，暴露後易被攔截，而對於在高空飛行的X-51A來說，現有的防空武器對它基本無計可施；
破壞威力大，X-51A有著驚人的動能，面對鋼筋混凝土的打擊目標，它也能鑽進去10餘米，特別適合打擊深埋於地下的指揮中心等堅固目標。
