不得不说外媒有时候还真后知后觉,珠海航展都结束了,多个外媒爆出中国长剑-100巡航导弹逆天的数据,这种全程稳定4马赫+的巡航导弹射程竟然达到了恐怖的4000+千米,毫无疑问,这玩意儿的性能完全就是冲着干翻天顶星人去的!

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然而外媒震惊的发现一个无法接受的事实,这种吊炸天的导弹竟然在2020年停产了,据说是因为更先进的导弹已经装备,这种导弹目前虽然在役,但数量已不再增加,而取代长剑-100的导弹正在快速装备PLA(解放军)!

长剑-100巡航导弹:到底用了啥发动机这么牛逼?

外媒“军事鉴定”(ArmyRecognition)在线媒体在11月17日报道称,中国在珠海航展上展出了一种极高速度与极远射程的一种巡航导弹DF-100,这种导弹也被称为长剑-100,参数实在是太惊人了:

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导弹长度在9米左右,直径在0.7~1米,弹头载荷500千克,射程4000千米+,巡航速度4马赫+,巡航高度30千米+;据公开报道的消息,长剑-100采用了多种制导模式,包括惯性制导、地形匹配制导、景象匹配制导、北斗卫星定位导航等组成之复合制导系统,除非被击落,否则完全无法干扰。发射方式为10x10车载发射,或者舰载发射,另外据外媒报道称,轰-6K轰炸机也有可能发射这种超音速巡航导弹;

由于长剑-100采用全程超音速,即使是最远射程状态下,从发射到命中目标也就1小时左右,时间只有同类常规巡航导弹的三分之一左右,打击效率相当高!另外由于全程在30千米高度飞行,目标很小,很难被拦截;同时该导弹的弹头重量在500千克左右,从30千米高空俯冲下来,打击陆基设施、地下掩体和大型海军舰艇等目标效果非常好。

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美媒“航空力量”报道称,,驻扎在山东的第656旅已经装备了长剑-100,以此为圆心,按最小2000公里的射程,韩国、日本和菲律宾北部纳入其作战范围范围,如果按4000公里最大射程计算,那么关岛基地到菲律宾的整个西太都在这种导弹的威胁之下。

ArmyRecognition同时称,尽管日韩以及台湾均获得了美制爱国者PAC-3防空导弹,甚至韩国还装备了THAAD(萨德)末端导弹拦截系统,但想要拦截这种在大气层内飞行的导弹,难度依然非常大。报道表示美军在日本的横须贺海军基地以及三泽空军基地,另外还有关岛的军事目标以及安德森空军基地等都在被打击范围,美军必须重新评估这些区域受到的威胁。

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全程超音速突防:这种导弹太牛逼了

巡航导弹这种武器大家都已经很熟悉了,全世界装备巡航导弹的国家至少也有几十个,自研的估计也有十来个,但从来都是亚音速巡航导弹,比如战斧巡航导弹就是,这种导弹射程不小达到了1600千米+,但各位听说过全程超音速,并且还4马赫+、射程达到了4000公里的巡航导弹吗?

显然是没有的,因为这是全球唯一的全程超音速巡航导弹!外媒猜测这种数据逆天的巡航导弹用了亚燃冲压发动机,但种花家查了使用这种发动机的导弹,无一例外射程均小于600公里,为何长剑-100的导弹竟然能达到4000公里?

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到底是哪种发动机:中国可能突破了超燃冲压发动机

就目前巡航导弹技术而言,常见的类型有亚音速、超音速以及高超音速,相对应的发动机类型也不尽相同,一般情况下各自类型的发动机对应如下:

  1. 亚音速巡航导弹:小型涡喷或者涡扇发动机;
  2. 超音速巡航导弹:亚燃冲压发动机、空气涡轮火箭或者爆震发动机等;
  3. 高超音速巡航导弹:超燃冲压发动机、空气涡轮火箭或者爆震发动机等

目前主流的巡航导弹基本都是使用小型涡喷或者涡扇,这种导弹的弹体腹部一般有一个缺口向下延伸的开口,这是喷气式发动机的进气口,亚音速工作要求也不高,有个缺口即可,速度一般就是0.8~0.9马赫,比较节省燃料,由于速度比较低阻力相对比较小,这种导弹体积不大但航程超长,动辄超过1500千米,远的甚至能超过3000公里,比如长剑-10巡航导弹。

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战斧巡航导弹

长剑-100巡航导弹最高速度达到4马赫,这种速度下涡扇是无法工作的,涡喷也难以工作,只有亚燃冲压发动机空气涡轮火箭或者爆震发动机能胜任,从理论上来看,三者都可能成为长剑-100的巡航导弹上。

亚燃冲压发动机其实就是冲压发动机,这是一种利用激波压缩模式实现进气压缩并在燃烧室点燃工作的一种发动机,其结构是前后相通的一根管子,在超音速条件下经过进气道的气流会形成一道道交叉反射的激波,通过激波的气流会成为一道道压缩气流的屏障,最终在燃烧室内将已经混入燃料的气流点燃,膨胀后在喷口排出形成推力。

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冲压发动机结构简单没有运动部件,缺点是不能自启动,需要火箭或者其它动力方式将导弹推进到超音速后才能点燃,当然这个在导弹上并不是什么特别大的问题,因为导弹本身就有助推器,也就是多加速一会的事情。

空气涡轮火箭(ATR)是利用一个小型火箭燃烧室(一般为液体燃料)的燃气推动高温涡轮带动吸气的低温涡轮,将气流进行压缩,使用少量的燃料获得极大的进气比以及压缩比,然后再在气流中混入燃料在外燃室再次点燃,与小型火箭燃烧室排出的气体一起形成推力,这种模式比常规火箭的比冲要高出5-6倍以上;

这种发动机可以零速度启动,速度范围可以从0马赫~6马赫,所以它也适合高超音速条件下的工作。不过在4马赫+时空气涡轮效率会下降甚至会形成阻力,此时空气涡轮火箭会切换成超燃冲压发动机模式或者直接用火箭推进。

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爆震发动机是利用空气与燃料混合称爆炸比时点燃,爆炸波通过尾喷管扩散形成的脉冲推力,只要脉冲速度够高也能形成连续推力,目前主要有脉冲多管爆震和旋转爆震,前者使用多管叠加的模式实现高频爆震;后者利用环形燃烧室形成环绕燃烧室的爆震波持续运行形成推力,旋转爆震要比脉冲多管要优秀得多,爆震发动机的空燃比可以很低,爆炸燃烧效率极高,是一种优秀的动力,但实现高推重比的发动机也非常困难。

从原理上来看这三种发动机都有可能,但从结构来看冲压发动机是最简单的,并且我国在鹰击-12上已经实现了亚燃冲压发动机技术,所以使用亚燃冲压发动机的概率是很高的,同时社交媒体上流出来的长剑-100导弹CG图片来看也非常倾向于亚燃冲压发动机!

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这枚导弹有两个特征表明这是使用亚燃冲压发动机:

助推器长达3.7米,这表示助推器的固体燃料装载量是惊人的,因为这个助推器需要将这枚10几米的导弹加速到能点燃亚燃冲压发动机的超音速,并且种花家估计应该是2马赫+;

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导弹的四条弹翼中间有四条带小翼的进气肋,现在看来前部是封闭的,但在加速到2马赫后头部修形的堵头会脱落,露出进气口,这个进气模式和鹰击12毫无区别,当年鹰击-12是引进俄罗斯的“白蛉”导弹技术研发的,但鹰击-12的进气口已经和原版大不一样,“白蛉”导弹进气口由于是圆锥进气机动性不佳,而鹰击-12已经解决了这个问题,这次在长剑-100上使用只是技术延续而已。

4马赫+的背后:中国极有可能解决了超燃冲压发动机技术

不过种花家必须要提醒一下大家,长剑-100的速度是4马赫+,这是公开的数据,按PLA(解放军)的尿性实际数据一般只会高不会低,也就是可能是4.5马赫甚至是4.8马赫。

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熟悉亚燃冲压发动机的朋友都知道这个速度区间会遭遇一个速度陷阱,一般情况下随着冲压发动机的速度增加,压缩效率提高,冲压发动机的推力与效率都会进一步增加;但到了4马赫+之后随着速度再增加会因为激波后移,燃烧室后移,激波压缩效率下降,推力下降,这个模式还可能会形成震荡,速度下降后又会因为压缩效率增加,推力提高再次增速,速度一直在这个范围徘徊上不去。

长剑-100导弹能稳定工作在4马赫+,这表示我们已经实现了这个从亚燃冲压发动机进入超燃冲压发动机的模态稳定燃烧,这可是一项了不起的技术,未来进入超燃冲压发动机领域也就一步之遥,当然更有可能的是我们已经实现了亚燃向超燃冲压发动机过渡的技术。

名词解释:亚燃冲压发动机,燃烧室内的气流速度是亚音速,超燃冲压发动机,燃烧室内的气流速度是超音速;

这个模态转换就在4~5马赫之间,而长剑-100导弹刚好工作在这个区间,你说是不是很凑巧?当然这个话题就有后续了,下面将会讨论下到底哪个才是长剑-100的继任者!

取代长剑-100导弹:究竟是何方神圣?比超音速巡航导弹还牛逼?

长剑-100导弹其实并不是现在才出现的,而是早在2019年70周年阅兵式上就出现了,当时就引发了全球媒体的惊呼,只是当时还没公开详细数据,大家都在猜测!不过从现在来看,其实公布的时候开始,长剑-100这种导弹就已经不是最先进的了!

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长剑-100的打击目标是大型水面目标比如航母与驱逐舰等,还有地面固定目标,同期发展的DF-17和DF-21D与DF-26打击的也是这类目标,多方形成了竞争关系,尽管长剑-100的指标在全球处在顶尖领先的位置,但PLA的武器库中已经排到老二甚至老三的位置了,因为DF-17的打击效果更好,速度更快,CJ-100需要1小时才能抵达的目标,DF-17只有15~20分钟,而且还无法拦截、打击效果还更好,末端速度超过15马赫,你说PLA会选择哪种?

WIKI资料也显示,在DF-17等这些滑翔高超音速武器开始装备后,CJ-100就基本退居二线了,并且在2020年代初期就逐步停产了。这实在让外媒惊讶万分,中国已经停产的导弹竟然全世界其他国家连门都还没摸着,简直太丧心病狂了!不过各位别理解错,停产不等于退役,CJ-100依然在PLA的值班武器序列中,但未来就是打一枚少一枚,退役一枚少一枚的程度了!

除了滑翔高超,PLA还对吸气式高超音速导弹兴趣盎然

上文聊到了极有可能实现了超燃冲压发动机技术,或者理解为能从亚燃冲压发动机稳定转换到超燃冲压发动机发动机的技术(下文以亚燃和超燃代替),这个技术可比实现单独的超燃冲压发动机技术难多了,目前一般超燃体系都是用火箭推进到5马赫+然后启动超燃持续工作,这个技术体系没问题,但就是助推火箭大的一匹,几乎占了整枚导弹一半多,不止成本高,而且要改空射版也是困难重重。

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假如有亚燃向超燃转换的技术,那么空射版本可以用一个小助推器即可实现1-2马赫时启动亚燃冲压发动机,然后加速到4-5马赫完成超燃模式的模态转换,再在5马赫+持续工作直至燃料耗尽或者击中目标。在这种模式下才有可能将这种导弹改装成一般的战斗机都能携带的空射版吸气式高超音速导弹,否则就只有像B-52或者H-6K才能携带的大型导弹。

吸气式高超的优势是体积小,战斗机也能携带,像DF-17陆基发射比较方便,空射版体积太大,只能大型轰炸机实施发射!所以问题来了,各位猜猜看,长剑-100停产到底是给DF-17这类滑翔高超让路呢还是为吸气式高超音速导弹让路呢?