無人機能實現高超音速飛行嗎?
2018年1月初,波音公司曾宣佈開始研發一種高超音速無人機的概念機,代號“女武神”II。
熟悉美國無人機家族的朋友都知道,美軍此前有一款同樣叫做“女武神”的無人機,即XQ-58A“女武神”大型無人機,美軍在上一代XQ-58A“女武神”身上做了很多實驗,比如“忠誠僚機”實驗以及無人機分離實驗,即使用XQ-58A“女武神”無人機發射較小型的ALTIUS-600無人機。
波音希望新型“女武神”II無人機突出一個高超音速的特點,按照波音的設想,“女武神”II的速度要達到5馬赫。
為了實現這個目標,“女武神”II無人機採用燃氣渦輪發動機和超燃衝壓發動機配合提供動力,先用燃氣渦輪發動機發動機讓飛機透過音障。在超音速的情況下,渦扇發動機關閉,由超燃衝壓發動機繼續為飛機提供動力,這便是美軍口中所謂的“組合迴圈”推進系統。
而“女武神”II高超聲速無人機,整體外觀相較於XQ-58A“女武神”發生了較大變化,機頭扁平、機身較圓、機身下方有兩個分立的“二維”矩形進氣道,機身整體呈現出類似“乘波體”的形狀。
注意,這個“乘波體”一詞是關鍵。
“乘波體”一詞多見於近年來世界各國對高超音速武器的探索和研發過程中,高超音速導彈採用乘波體外形,已經成為目前高超音速武器的主流技術之一。
波音公司打算打造高超音速無人機,還有一個難關他們必須考慮,那就是被譽為“飛行器執行三大障礙”之一的“黑障”問題。
“黑障”這種現象一般發生在35千米-80千米的高空,也就是高超音速導彈或者其他飛行器再入大氣層時的高度。
飛機或者導彈在以超高速再入大氣層時會產生一種叫做激波的現象,飛行器表面被高達幾千攝氏度的高溫“包裹”,飛行器表面氣體分子會因為高溫發生電離形成一層高溫電離質,這種高溫電離質會阻斷無線電訊號通訊,這期間飛行器將無法同地面保持通訊。