摘要：據(jù)央視新聞報(bào)道，8月26日，由中國航天科技集團(tuán)有限公司所屬中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院自主研制的升力式亞軌道運(yùn)載器重復(fù)使用飛行試驗(yàn)獲得圓滿成功。新聞中什么都沒說，但其實(shí)什么都說了我國的新聞都頗有特色，就如上面這條新聞這樣，人事時(shí)地物都交代了，但你...
據(jù)央視新聞報(bào)道，8月26日，由中國航天科技集團(tuán)有限公司所屬中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院自主研制的升力式亞軌道運(yùn)載器重復(fù)使用飛行試驗(yàn)獲得圓滿成功。
我國的新聞都頗有特色，就如上面這條新聞這樣，人事時(shí)地物都交代了，但你看出啥意思了嗎？除了重復(fù)使用的亞軌道運(yùn)載器圓滿成功以外就知道了一個(gè)發(fā)射點(diǎn)，一個(gè)降落點(diǎn)，其他啥都沒有了，但其實(shí)這里面包含的意思可就豐富了。
重復(fù)使用：也就是至少第二次了
其實(shí)新聞的關(guān)鍵詞中就有這個(gè)說法，首次重復(fù)使用飛行，其實(shí)就是第二次！這個(gè)意義比較大，首先這是我國第一次重復(fù)使用航天器，新聞稿也說了“有力推動(dòng)了我國航天運(yùn)輸技術(shù)由一次性使用向重復(fù)使用的跨越式發(fā)展”，但有另一層意思卻沒有說。
亞軌道重復(fù)使用這個(gè)坑比較大，這不像回收火箭和助推器，只要保證沒摔壞就可以，而亞軌道航天器卻要考慮另一個(gè)情況，也就是軌道高度和再入速度，可能有很多朋友認(rèn)為亞軌道就是低于卡門線，全程在大氣層內(nèi)飛行。
其實(shí)不然，因?yàn)閬嗆壍赖暮x是不入軌，但并沒有說不出卡門線（100千米高度），就像洲際導(dǎo)彈再入一樣，它依然具有相當(dāng)高的速度，比如20倍音速，此時(shí)要考慮什么？就是絕熱瓦！
因此我們有理由相信，這架亞軌道運(yùn)載器很有可能是有絕熱瓦的，可能等級(jí)不如入軌的空天飛機(jī)那么高，但一定相當(dāng)可以，這個(gè)重復(fù)使用表示我們的絕熱瓦重復(fù)使用或者檢修后重復(fù)使用技術(shù)已經(jīng)完全掌握。
升力體：這個(gè)含義更豐富
我們知道向彈道導(dǎo)彈再入就只有一個(gè)彈頭，它就是圓錐體，在大氣層中的升阻比爛得一塌糊涂，但升力體就不一樣了，它相當(dāng)于一架“滑翔機(jī)”，當(dāng)然從太空邊緣返回大氣層再到地面降落，會(huì)經(jīng)歷一個(gè)“高超音速-高音速-低音速-亞音速-著陸”的過程，它可沒有飛船返回那么高溫度，那么控制飛行器在大氣層內(nèi)馭波滑翔就成了一件必然會(huì)發(fā)生的事情。
馭波者（氣動(dòng)結(jié)構(gòu)為乘波體）在高超音速下的升力來源和低速滑翔不一樣，它利用的是激波的能量，將其“懷抱”在飛行器翼下，讓其為飛行器高超音速滑翔時(shí)提供升力，這個(gè)效率很高，而且高超音速滑翔高度很高，其滑行距離是可控的。
大家都知道，和DF-17個(gè)頭差不多的DF-15B，射程大概就600~800千米，但DF-17的射程高達(dá)2500千米以上，沒有別的別，DF-17的彈頭是一個(gè)高超音速滑翔體，這表示其在高超音速下的升阻比很高，美國物理學(xué)家安德森就給出過一個(gè)乘波體的升阻比：
（L/D)max=6(Ma+2)/Ma
假如以10馬赫開始滑翔，那么它的升阻比可達(dá)7.2以上，比航天飛機(jī)的最大升阻比都要高得多，因此相比一般構(gòu)型的飛行器，其能夠在損失更少速度時(shí)達(dá)到相同的機(jī)動(dòng)性，從而獲得“能量優(yōu)勢”。
垂直發(fā)射，水平降落，從酒泉到阿拉善
從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心到阿拉善，只有250千米不到，航程就這么低？顯然這不符合常理，但這恰恰告訴大家一個(gè)信息，這架亞軌道航天器是可以拐彎的，當(dāng)然在高超音速滑翔時(shí)拐彎并不是什么難事，但這恰恰告訴對(duì)方，目標(biāo)被打擊時(shí)可能并不是目標(biāo)來襲方向，更有可能是來自目標(biāo)背后，因?yàn)檫@個(gè)才是對(duì)方防守最松懈的方向。
近幾年來，是不是今年聽到一些關(guān)于高超音速的新聞：
2022年1月24日11點(diǎn)30分，清華大學(xué)航天航天學(xué)院啟動(dòng)與實(shí)施實(shí)驗(yàn)室新型飛行試驗(yàn)，試飛成功。試驗(yàn)初試能力，在新型動(dòng)力裝置的自主研發(fā)與工程實(shí)現(xiàn)能力上，領(lǐng)域躋身世界前列?！?/span>
2022年7月4日，西北工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院空天組合動(dòng)力團(tuán)隊(duì)牽頭研制的“飛天一號(hào)”火箭沖壓組合動(dòng)力在西北某基地成功發(fā)射；
2022年8月5日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，運(yùn)用長征二號(hào)F運(yùn)載火箭，成功發(fā)射一型可重復(fù)使用的試驗(yàn)航天器；
筆者只是挑了最近測試飛行的一些案例，其中清華航天測試的是旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)、西北工業(yè)大學(xué)測試的RBCC的組合沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，而第三個(gè)酒泉的則是傳說中的“空天飛機(jī)”。這些都是和高超音速動(dòng)力或者滑翔相關(guān)的，大家可能都看得很糊涂，下文簡單介紹下各種高超音速技術(shù)。
高超音速技術(shù)：到底有哪幾種
我們聽到的各種高超音速技術(shù)大致可以分成兩大類，一類是滑翔高超音速，另一類則是吸氣式高超音速；前者還可以分成兩大類，一類是軸對(duì)稱高超音是滑翔體，另一類是升力體高超音速。
軸對(duì)稱高超音速滑翔體
軸對(duì)稱高超音速門檻相對(duì)比較低，它的識(shí)別度比較高，基本就是一個(gè)圓錐體，周圍帶幾片小翼，比如美國的AHW就是軸對(duì)稱高超音速滑翔武器，上文有述這種滑翔體的升阻比是很差的，就算滑翔也飛不了多遠(yuǎn)。
升力體高超音速滑翔體
關(guān)于升力體上文也基本介紹了，這個(gè)在乘波體高超音速氣動(dòng)控制技術(shù)下，其滑翔距離比較遠(yuǎn)，目前主流的也是這種氣動(dòng)結(jié)構(gòu)，比如我國的DF-17和美軍的ARRW就是這種或者類似的結(jié)構(gòu)。
兩者氣動(dòng)布局不一樣，但有一點(diǎn)是差不多，就是在以高超音速滑翔時(shí)的絕熱技術(shù)，這個(gè)不難，畢竟能返回航天飛機(jī)和飛船的國家這就是小菜一碟，但關(guān)鍵時(shí)既耐高溫又能透波探測與控制，甚至光學(xué)偵察等技術(shù)就是各顯神通了。
吸氣式高超音速發(fā)動(dòng)機(jī)，究竟有哪幾種
上文說的是高超音速滑翔，但高超音速還有動(dòng)力型，這就是高超音速發(fā)動(dòng)機(jī)，一般目前的高超音速動(dòng)力類型大都有如下幾種：
沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)
脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)
組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)
沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)其實(shí)也有兩大類，亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)最高速度只能在4倍音速左右，更快的速度只能是超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，兩者的區(qū)別是通過燃燒室的氣流，超燃是超音速，而亞燃則是亞音速。
在亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)應(yīng)該是等壓燃燒，其速度為音速，而超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)應(yīng)該是等容燃燒，以爆轟波的形式傳播，否則無法在超音速氣流中穩(wěn)定燃燒。
脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)
常規(guī)的發(fā)動(dòng)機(jī)都是等壓燃燒，自動(dòng)維持燃燒室壓力平衡，高了就從尾噴口噴出，而爆震發(fā)動(dòng)機(jī)不是，它是等容燃燒，燃燒室內(nèi)發(fā)生過爆炸，爆轟波以超音速傳播，所以它的排氣速度很高，并且爆轟可以以貧油燃燒，非常省油，簡單總結(jié)一下就是爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的比沖很高，不過爆震發(fā)動(dòng)機(jī)也有多個(gè)類型，一般可以分為如下幾種：
脈沖爆震：多管爆震發(fā)動(dòng)機(jī)
旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)：可以是組合式
斜激波爆震發(fā)動(dòng)機(jī)；
多管爆震發(fā)動(dòng)機(jī)就是暴力型將多個(gè)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)綁定在一起，協(xié)調(diào)工作，共同產(chǎn)生推力，以高頻率爆震方式形成連續(xù)推力，一般認(rèn)為爆震頻率在80HZ~100HZ以上就算是連續(xù)了。
旋轉(zhuǎn)爆震則是一個(gè)環(huán)形燃燒室內(nèi)周期性的爆震產(chǎn)生連續(xù)推力，從清華航天測試的旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)中可以看到，我國的旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)還是比較領(lǐng)先的。
斜激波爆震則是以一個(gè)傾斜面的方式讓激波交叉反射，進(jìn)入燃燒室，以激波混合燃料，以激波點(diǎn)燃或者其他激光點(diǎn)燃等方式連續(xù)爆震的發(fā)動(dòng)機(jī)，這種發(fā)動(dòng)機(jī)的最高速度可達(dá)音速的14~16倍，但難度實(shí)在太高，目前就公開的資料看只有中國獲得部分突破。
組合應(yīng)用的奇怪發(fā)動(dòng)機(jī)
多管爆震和旋轉(zhuǎn)爆震可以和其他發(fā)動(dòng)機(jī)組合，比如渦扇或者渦噴等，形成特殊結(jié)構(gòu)的爆震發(fā)動(dòng)機(jī)，隨著爆震發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，這類奇怪的發(fā)動(dòng)機(jī)肯定會(huì)出現(xiàn)。
比如超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)有一個(gè)毛病，當(dāng)速度越來越高時(shí)吸氣時(shí)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室前的空氣溫度過高，與排氣溫度差距太小，造成推力不足，要達(dá)到更高速度，因此預(yù)冷超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)了，而不同的預(yù)冷技術(shù)，也表示這種超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的路線不一樣，比如液氫、碳?xì)淙剂匣蛘咂渌A(yù)冷方式等。
還有超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)無法零速度啟動(dòng)，因此它需要火箭或者渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)組合或者火箭發(fā)動(dòng)機(jī)作何，根據(jù)這樣的類型又可以分為：
RBCC：火箭+超燃沖壓動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)；
TRRE：渦輪+火箭+超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)；
TBCC：渦輪+超燃沖壓動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)；
顧名思義，這些發(fā)動(dòng)機(jī)就不用多廢話了吧，全球多個(gè)國家都在研制一種或者兩種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)，但是這些發(fā)動(dòng)機(jī)都很有用，比如TBCC適合載人高超音速飛行器，TRRE適合空天飛機(jī)，RBCC適合高超音速導(dǎo)彈等等，當(dāng)然要全部上了，而且我們技術(shù)都不低，國內(nèi)多見類似新聞，比如：
延伸閱讀：連張圖都沒有，真能一小到達(dá)全球？
如果只憑借滑翔的話想要一小時(shí)到達(dá)全球，那得火箭給力，畢竟按滑翔公式計(jì)算，高超滑翔距離還是比較有限的，但要是裝上吸氣式高超音速發(fā)動(dòng)機(jī)這個(gè)就不太好說了，畢竟距離遠(yuǎn)近就不是滑翔說了算，而是燃料類型和飛行軌跡。
比如可以使用發(fā)動(dòng)機(jī)躍出大氣層再返回，以多次打水漂的方式接近目標(biāo)，這種不僅節(jié)省燃料而且距離超遠(yuǎn)，一小時(shí)到達(dá)全球沒啥好稀奇的。（完）
