今年国庆阅兵惊艳亮相的东风-17是一款极为先进的新一代中程弹道导弹,也是东风快递家族中又一款先进的“快递小哥”。东风-17的最大特点是弹头采用了高超音速滑翔(即Hypersonic glide vehicle, HGV)设计,这使得东风-17导弹具备了极高的突防速度,借助空气动力具备了多样、复杂的机动规避能力。目前世界上任何导弹拦截系统对于采用高超音速滑翔设计的导弹都无法进行有效拦截,可以说东风-17导弹的出现,极大地提高了我军的突防水平。
国庆70周年阅兵式上首次展出东风-17导弹
东风-17可用于突破敌方先进导弹防御系统的拦截,攻击敌方重要的目标,它采用的助推-滑翔弹头技术源于著名的钱学森弹道理论。在讲解钱学森弹道前,我们先来看看普通弹道导弹的弹道是怎么样的。导弹在发动机作用下被送出大气层,随后导弹引擎关闭,在复杂引力和惯性制导系统控制下以抛物线轨道接近目标,最后再入大气层完成对目标的攻击。而钱学森提出的钱学森弹道则从流体力学角度出发,将物体从低密度介质进入高密度介质时会产生反压作用这一原理运用到了改变导弹轨道上。
普通弹道导弹的弹道轨迹
中国导弹之父—钱学森
单纯从技术角度解释稍微有些复杂,不妨让我们通过一个例子来理解。大家应该都玩过打水漂,它的原理就是当石头经过水面时,水会在相当短的时间内快速流动,并对石头产生压力,当这个压力大于石头的重力时,石头就会被弹起来,而且石头旋转得越快,那么石头弹起得就越高,石头的速度也就越快,弹的距离也就越远。以此类推,东风-17高超音速弹头上天后,空气就成了水,弹头就是石头,如果弹头具备高升阻比,那么在高速气流条件下就可以进行跳跃-滑翔-再跳跃飞行。
打水漂
钱学森弹道示意图
了解了助推-滑翔原理后,就知道这个技术可以让导弹的突防能力变得极强,因为目前反导系统尚不能对飞行轨迹不断变化的导弹进行有效拦截。据外界推测,东风-17可以在高空进行高超音速滑翔,向大气层边缘机动,结束弹道飞行状态后,借助弹头自身携带的发动机和空气动力特性进行轨道调整或机动规避,在高超音速下反复进入大气层或边缘滑翔状态,其飞行轨迹将不断变化。
目前的反导系统很难有效拦截助推-滑翔的高超音速导弹
从技术层面来看,东风-17弹头的气动设计才是真正的难点。当年钱学森虽然提出了钱学森弹道,但是却并不具备成熟的技术条件,即使放到现在它也属于世界最尖端的技术。弹头需要从极高速度下降低到6-8马赫的高超音速,以防止弹头的速度过快而出现失控,同时还要具备良好的控制能力和机动能力,可以提供修正弹道和规避拦截的时间。因为弹头的速度为高超音速,所以对弹头的隔热性能和制导能力都提出了非常严苛的要求。
高超音速弹头风洞模型
东风-17导弹特殊的弹头外形
目前,我国已经进行了多次高超音速飞行器实验,东风-17的出现标志着我国在高超音速导弹方面已经取得了不错的成绩,这也在一定程度上说明我国的高超音速导弹技术已经趋于成熟,具备了实战能力。东风-17凭借高超音速条件下准确机动能力,可以突破敌方先进反导系统的拦截,对高价值目标发动致命打击,它不仅具备了强大的打击能力,还有着强大的威慑力。正如本次阅兵解说词描述的那样,“东风-17具备全天候、无依托、强突防能力,对于维护我国国家安全有着十分重大的意义!”