美國秘密試驗高科技武器平台,專門對付高超音速,中俄准備好了嗎

特友自然 2024-06-24 20:53:13

美國國防部高超音速防禦系統的執行機構(MDA),正在努力提升自己的高超音速武器的能力,一方面多路並進,發展5倍音速以上的高超音速導彈,一方面正在提升探測手段(研制高超音速武器探測平台),希望以此來追上中美在高超音速方面的領先。

盡管美國是目前世界上科技最發達的國家,但是美國目前的高超音速武器開發並不是很順利,由于陸軍和空軍的要求不停在變動,而且一些關鍵的技術比如熱防護、通信等技術還沒有突破,多次試驗都以失敗告終,飛行器最終沒有達到5倍音速,美國的陸軍已經將高超音速飛行器的裝備時間延遲到了2025年。

位于美國華盛頓的美國導彈防禦局透露,他們正在准備實施用于跟蹤高超音速導彈的傳感器(布置于地面、空載平台甚至太空)進行測試,並且規劃在2035年左右實現能夠針對滑翔式高超音速武器的反擊攔截。滑翔式的高超音速導彈的厲害之處在于,它再入大氣層後,由于大氣的作用等,其彈道參數變得更加不可琢磨,突防時速度又在5倍音速以上;

這時飛行器的速度非常快,中國和俄羅斯的高超音速都可以達到9倍音速甚至以上的速度,這導致留給對面的防禦時間很短,很難做到有效的攔截。如果配合當量比較大的爆炸部,甚至配合核彈,那威力將更加可怕。雖然,目前的探測技術可以一定程度上偵測到,但就是反擊的時間很短。

美國國防部高超音速防禦的執行機構認爲,高超音速有一個進入太空的階段,因此可以從太空偵測高超音速目標,這時高超音速距離己方還遠,而信號的傳輸速度是光速,因此可以爲自己攔截高超音速目標預留比較充足的時間。這要優于地面和艦載雷達,它們通常只能在導彈俯沖、已經接近自己的時候,才能看到,這時已經晚了。

因此想要提升高超音速探測目標,就需要在太空布置足夠多的傳感器,結合地面布置的網路系統,相對就更加容易能偵測到高超音速飛行器目標,還可以更好地判斷其飛行的軌迹,以此來提升攔截的可能性。

如何監視高超音速目標,美國提出了自己的解決方案

美國國防部高超音速防禦計劃在今年的情人節,也就是2 月 14 日,向太空發射了兩枚搭載了高超音速和彈道跟蹤的中視場衛星,同時還發射了寬視場的紅外觀測衛星,它們可以一定程度上追蹤高超音速目標。

中視場衛星利用其較高的分辨率和快速反應能力,可以提供高精度的目標位置、速度和軌迹信息,可以對高超音速飛行器進行精准監測和追蹤,可以實時捕捉並跟蹤這些高速目標。

寬視場紅外觀測衛星可以覆蓋更廣泛的區域,並在更大範圍內探測高超音速目標的紅外特征,進而有效識別和追蹤熱源,特別是在高超音速目標高速飛行産生的熱量上表現尤爲突出。還可以可以進行全天候、全天時的監測,彌補了光學觀測在惡劣天氣和夜間的不足,提供持續、可靠的監測數據。

中視場衛星和寬視場紅外觀測衛星可以形成一個綜合的探測網絡,協同工作,提供多層次、多角度的監測數據,通過多種傳感器數據的融合和智能化處理,可以進一步提高目標識別和軌迹預測的准確性,爲決策系統提供更精准的信息支持。

團隊准備進行首次高超音速試驗台校准飛行,發射一個高超音速試驗台目標,並讓兩個傳感器進行跟蹤,以檢查它們的運行情況和它們如何關閉火控回路。今年晚些時候將進行第二次試驗台發射,繼續進行高超音速目標追蹤和火控系統測試。同時與太空發展局(Space Development Agency, SDA)同步開展工作,在未來的擴散式戰鬥機空間架構中采用類似HBTSS(Hypersonic and Ballistic Tracking Space Sensor,高超音速和彈道跟蹤空間傳感器)的傳感器。

美國科技發達,但是出現了什麽問題,導致美國高超音速研制不順利

美國在高超音速技術研發方面雖然科技實力雄厚,但依然面臨一系列挑戰和問題,導致進展不順利。高超音速飛行器在極高速度下會産生巨大的熱量,溫度可能達到幾千度,美國在高溫材料和熱防護系統方面仍有技術瓶頸;同時氣動布局方面,美國也還沒有徹底解決,需要先進的計算流體力學(CFD)模型和風洞測試技術來優化設計。

高超音速飛行需要使用如沖壓發動機和超燃沖壓發動機(scramjet)等先進推進技術,目前美國在超燃沖壓發動機方面研發不是很順利,陸軍甚至希望用更成熟的沖壓發動機來替代超燃沖壓發動機,雖然會犧牲一定的性能,但是美國沖壓發動機技術更成熟,退而求其次也可以用。

而高溫會導致飛行器周圍出現一個極高溫度和等離子體鞘層(plasma sheath)效應,會導致通信中斷和控制困難,使得電磁波難以穿透,會吸收或反射電磁波,導致通信信號衰減或中斷,嚴重影響了通信系統的性能,無法進行實時數據傳輸和控制指令的發送。這也是美國在高超音速技術發展中面臨的一大難題。以下是對這一問題的詳細解析以及中俄如何應對這些挑戰的策略。

中國和俄羅斯卻利用自己的方式解決了這些問題,實現了高超音速飛行器的設計、制造和列裝:我們通過自主研發和國際合作,積極發展新型高溫材料和熱防護系統,依托強大的計算能力和先進的風洞設施,進行大量的數值模擬和實驗驗證,優化高超音速飛行器的設計,同時在沖壓發動機和超燃沖壓發動機領域進行大量的理論研究和實驗測試;在飛控算法和抗幹擾技術上也進行了深入研究,專門設計了高精度慣性導航系統和耐高溫電子設備。

繼承了蘇聯時期在高溫材料方面的積累,他們也擁有世界領先的風洞測試能力,憑借長期積累的發動機技術基礎,積極推進高超音速發動機的研發和測試,尤其在超燃沖壓發動機方面有獨特的技術積累;利用多傳感器融合技術提升導航精度和可靠性,依托已有的測試設施和經驗,持續進行高超音速飛行器的試驗和優化。

美國提升高超音速的探測能力,中俄能准備好嗎

在這一方面,中俄其實是占據著主動的地位,其他方面的攔截系統原理都一樣,中美俄都有自己的防禦系統,但是區別就是中俄有了高超音速飛行器設計和制造的能力,且性能相當出色,而美國目前這方面反倒處于被動,雖然高超音速的設想是由美國人先開始的,但是實現卻更早在中俄。

對于美國的提升高超音速探測能力的計劃,中俄需要做的就是繼續提升高超音速技術,開發更先進、更高速度、更高機動性的高超音速飛行器,確保在技術上保持優勢,甚至專門開發高超音速飛行器的隱身技術,降低其被探測的概率,增強突防能力。還可以利用電子戰技術,對美國的太空傳感器網絡和攔截系統進行幹擾和欺騙,降低其探測和攔截的有效性。

而傳感器在追蹤單個目標的時候,數據和計算量不是很大,可以通過同時發射多個高超音速目標,實施飽和攻擊,使美國的防禦系統難以應對所有威脅,提高突防成功率。這種想法,在彈道導彈中也是一樣的,飽和打擊即便是美國的防禦系統,也難以做到百分百的防住,而這類武器的威力大,只要有一顆擊中就可能造成嚴重的後果。

還有一個辦法就是,發展和部署反衛星武器,針對美國的太空傳感器進行打擊,削弱其探測能力。這方面我們是沒什麽問題的,早在2007年我們就試驗了打衛星的能力,從陸地上發射導彈擊毀了一顆失聯的氣象衛星。近年來,由于防備美國反衛星武器的需求,我們也研制和發射了一些可以機動變軌,甚至擁有衛星抓取能力的大號衛星試驗平台,驗證了在軌反衛星的能力。

近年來,由于防備美國反衛星武器的需求,我們也研制和發射了一些可以機動變軌,甚至擁有衛星抓取能力的大號衛星試驗平台,驗證了在軌反衛星的能力。它們可以用來對付在軌的衛星,同時爲了更好地防備緊急時刻的衛星偵測能力,我們也在發展衛星的快速補充能力,利用陸基甚至艦載的發射平台,快速地部署低軌道衛星。

可以利用地面或者艦載的發射設施,通過快速響應的火箭發射,將小型衛星迅速部署到低軌道,此類發射平台通常具有高機動性和快速部署能力,在衛星被敵方摧毀或失效時,能夠迅速補充失去的衛星網絡,確保持續的情報、通信和導航服務;。在海上發射可以避開敵方的陸基攻擊,提高發射任務的生存能力;同時,能夠在全球範圍內快速部署衛星,提高衛星網絡的恢複速度。

目前,我們在這方面算是有一定的主動,當然也不能輕視美國的研發能力,美國畢竟是一個技術發達的國家,各方面的人才比較多。

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