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深度解读中国冷门超级工程——火箭撬
日期:2018-2-11 14:12:59

  原创 123军情观察室 2018-01-23 11:29:10

  有一款装备,大多数人都不熟悉,但是它确实是一款核心装备,世界上拥有该装备的国家没有几个。有了它,一国才能被称为航空大国,它不仅被用于火箭航天装备的制造,对于战斗机的制造也十分关键,例如我国的J20,如果没有它,将永远不可能出现。这款比较冷门的核心装备就是“火箭撬”。

  火箭撬是一种空气动力学试验设备,利用推力强大的火箭助推器,推动测试物体在类似铁路的专用滑轨上高速前进,再用高速摄影机及其他设备记录数据,以分析其空气动力学性能的一种设备。简单一点讲:火箭撬,顾名思义,就是一台火箭动力的“雪橇”,不过该雪橇安装到一段长长的铁轨上。火箭撬不仅可用于研制核武器、高超音速导弹及飞行器、航空母舰上的弹射器,还可以研究战斗机火箭弹射座椅、宇宙飞船逃逸塔、电子战武器等尖端设备。它是陆地上进行超音速试验的重要装置,目前全世界仅有美、英、中、俄、法等少数国家拥有此类设备。因此,该装备绝对称得上是一个航空大国的核心装备。


  火箭撬最著名的是位于新墨西哥州阿尔伯克基市科特兰德空军基地,610米长的“Sandia 1”火箭撬。下图为2005年,美国桑迪亚国家试验,用火箭助推器将一架F-4“鬼怪”战斗机高速撞向测试墙,以试验战机在高速撞击条件下的毁伤效果。最终这架战机与测试墙一起成为了碎末。这台火箭撬的陆地速度可以达到惊人的时速10430公里,相当于每秒前进2885米,近似于步枪子弹出膛速度的4倍,比战术导弹飞行速度还快。

  火箭撬的产生背景,是由于超音速飞机与导弹的出现。其实我们平常提到的超音速飞行并没有那么安全,因为飞行器在速度接近音速时,前方空气不断被压缩,形成压力波并以音速扩散,当飞行速度达到音速时(空气中≥340米/秒),前方的压力波“躲闪不及”,叠在一起,阻力急剧增加,空气阻力比亚音速时增加3倍,此时的飞行器就像一头撞到一堵墙上一样,这就是“音障”。音障是一种物理现象,当物体(通常是航空器)的速度接近音速时,将会逐渐追上自己发出的声波。声波叠合累积的结果,会造成音爆的产生,强烈的音障不仅会对会使流经机翼和机身表面的气流,变得非常紊乱,从而使飞机剧烈振颤,难以控制,其由此产生的音爆甚至可以对地面建筑物产生损害。1946年9月27日,英国著名试飞员杰弗里·德·哈维兰驾驶DH.108型试验机飞行时,从高空向下俯冲,希望在短时间里超过音速。当飞机达到0.94马赫时,飞机空中解体,哈维兰遇难。可见,超音速飞行是极具风险的事情。为了研究超音速飞行,改进飞行器的设计,火箭撬应运而生。

  火箭撬诞生后,火箭与飞行器都需要经过火箭撬的实验才可以设计定型,例如美军F-22A(猛禽)战斗机的原型机,以及俄罗斯首架T-50双发隐形战斗机都经过了火箭撬超音速实验。我军的J20同样也进行过此项实验。

  1993年6月,我国投资6700万元,在湖北襄樊建成国内第一条、也是亚洲唯一的火箭橇滑轨,结束了我国22年来一直借用普通铁路支线做高速地面模拟试验的历史。高精度火箭撬试验滑轨由中国航空研究院610研究所(中国航空救生研究所)研制,是国家计委、国防科工委立项的重大工程项目。襄樊试验场占地3250亩,轨道全长10275英尺(3132米),采用标准轨距(1.435米),是国际上唯一对钢轨逐一进行精密机加工后连续焊接、张拉锚固而成的滑轨。其规模和试验能力高于英国、俄国同类设备,其直线度与精度达世界先进水平。主轨相对于基准线、副轨相对于主轨在水平方向和垂直方向的允许偏差分别为±0.18和±0.20毫米,优于美国霍洛曼滑轨最优段±0.32和±0.29毫米的精度。

  2006年1月1日,该试验场完成了迄今我国地面模拟速度最快的一次试验,该项试验是为了模拟火箭逃生舱的飞行状态,该实验最快速度达到时速3420公里,相当于音速的2.8倍。因此,可以说,有了襄樊的“火箭撬”,才有了中国迅猛发展的航空航天事业。(利刃)


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