美日兩國針對高超音速導彈簽署共同協議！這種武器厲害在哪兒？ 比阿帕奇強的夏安直升機！飛行員試駕後都說好為何最後卻淘汰

5月15號 美國導彈防禦局和日本防衛省發表聲明 稱美日兩國已經達成了共同協議 攜手開發高超音速導彈防禦能力 希望能在未來消除高超音速武器的威脅 爲什麼美國的軍事科技如此先進 卻遲遲沒能在高超音速導彈領域取得優勢 攔截一枚高超音速導彈又爲什麼這麼難呢 其實 早在2月29號 華爾街日報就曾爆出 美國硅谷的許多風險投資資本家已經投入了數億美元壓住高超音速導彈技術領域 幫助美國參與該領域的軍備競賽 美國在尖端高超音速導彈技術方面 相較於那些潛在假想敵國家已經落後了好幾年了 打造尖端高超音速武器系統也是美國軍方計劃已久的事情 該系統不僅涉及能夠實現快速打擊的高超音速導彈 還包含能夠攔截敵方高超音速武器的攔截彈 高超音速導彈的飛行速度是音速的五倍以上 即每小時飛行速度至少要達到6115公里 這種武器能夠從遠距離發射 並且避開大部分防空系統騷擾 而且快速部署攻擊目標 也就是說 高超音速導彈總是在敵人做好準備前就已經升空出擊了 美國軍事專家 導彈防禦局局長約翰西爾中將曾指出 國防部武器庫中只有標準六導彈具備高超音速防禦能力 美國未來如果遭遇大規模攻擊 預警系統勢必會被攻破 對防禦高超音速導彈的系統的開發必須加快進行 而高超音速導彈的厲害之處 首先就在於一個筷子 當高超音速導彈以5馬赫速度飛行時 從東亞飛到北美只需要一個半小時 儘管目前有許多彈道導彈在末端飛行時都能達到 並且大大超過這個速度 但此類導彈在火箭發射器脫離之後 會以固定的軌跡飛行 就像飛鏢在飛出的瞬間之後 其飛行路徑就不能再改變了 如此一來 這會大大增加導彈被防空系統攔截的概率 而根據美國國會研究服務局的報告 近幾年部分國家出現的高超音速導彈 已經可以不再按照固定的弧形軌跡飛行了 他們能夠通過橫向機動和變軌行爲避開攔截系統的防禦 正是因爲新型高超音速導彈能夠在遠距離的飛行中將速度與機動性相結合 才造就了這款 改寫未來戰爭形態的武器 一旦高超音速導彈在未來普及 世界各國的反導系統就要隨之更新了 就目前來看 高超音速導彈根據使用的技術路徑不同 可以分爲兩大類 一類是高超音速滑翔飛行器 另一類是高超音速巡航導彈 高超音速滑翔飛行器會利用運載火箭作爲載具 將攜帶戰鬥部的滑翔器運送到大氣層外或者邊緣釋放 滑翔器則能夠憑藉地心引力和自身發動機加速對地面發起衝鋒 只要飛行器的外形設計合理 與空氣接觸的角度合適 它就能像衝浪一樣彈跳移動 這種導彈呢 也被稱爲滑翔彈或者水漂彈 其飛行軌跡很難預測 並且中途可以變軌 俄羅斯先鋒陸基高超音速洲際導彈也是這類導彈的主要代表 美國和日本在本月簽署的合作防禦協議 主要針對的就是這種高超音速滑翔飛行器 而高超音速巡航導彈與傳統巡航導彈的最大差別 是其採用了超音速燃燒衝壓發動機 作爲動力來源 與高超音速滑翔飛行器相比 這種導彈的彈道更低 留給敵方預警的時間更少 對飛行高度 速度和機動性的適應能力都更強 俄羅斯匕首空射高超音速導彈以及告時高超音速反艦導彈都屬於該類導彈 雖然兩種高超音速導彈的運作原理都已經被世界各國理解和認可了 但在真正的研發製造過程中 就連美國也遭遇了麻煩 要造出一款合格的高超音速武器 首先要面臨的難題就是空氣動力和飛行控制設計 在導彈設計階段 廠方需要對高超音速滑翔導彈的外形進行空氣動力學分析 這有助於提升導彈的射程 可靠性和打擊精度 對於一款高超音速導彈而言 彈體升足比越高 越有利於長航式飛行 而升足比就是一個物體在飛行狀態下所承受的升力和阻力的比值 就目前研究進展來看 承波體設計是高超音速飛行器的理想外形 這種外形的特徵的是前緣尖銳 後緣平滑 底面平坦 上表面呈彎曲的流線形 承波體的設計原理主要是基於空氣動力學中的激波理論 當飛行器以超音速飛行時 近似於錐體的頭部會擾動空氣 疊加形成附體的斜激波 當承波體飛行物高速前進時 扁平的上表面會讓空氣順利通過 減少激波產生 而下表面的尖P造型則會促成激波生成 由於氣體從激波前到激波後會被壓縮 使得激波後部的氣體壓強更大 這樣下方的激波便爲飛行器提供了升力 如此以來 承波體的外形設計就提高了飛行器的升足比 並進一步增強飛行器的高速飛行能力和機動性 並且製造高超音速導彈必須找出合適的耐高溫高壓材料 高超音速導彈面臨兩方面的高溫挑戰 首先是彈體外部高溫 當高超音速導彈以超過5倍音速飛行時 會與空氣摩擦產生大量熱能 使彈體表面的溫度高達2200度 如果採用金屬熱防護罩 會增加彈體重量 限制射程和機動性 最好是使用新材料和製造工藝 打造重量輕且堅固耐用的熱防護系統 而在動力系統方面 高超音速巡航導彈目前主要使用三種推進裝置 分別是超音速衝壓發動機 超音速燃燒衝壓發動機以及常規的液體或固體燃料火箭 美國在高超音速飛行器研製中 首先考慮的就是燃燒衝壓發動機 燃燒衝壓發動機是超音速衝壓發動機的一種 衝壓發動機在向前運動時能夠壓縮迎面而來的空氣 並不需要使用帶有旋轉葉片的壓縮機 也正是因爲不使用風扇 衝壓引擎無法在速度爲零的時候產生推力 因此滑翔器也無法從靜止狀態啓動 但是隻要有迎面而來的高速氣流進入發動機 發動機就能讓空氣減速增壓 並將其轉化成向後的推力 這種發動機通常由擴壓進氣道 燃燒室及噴管組成 當滑翔器飛行時 通過進氣道的迎面氣流會將自身攜帶的大量動能轉化爲壓力能 這些空氣在產生壓縮後會進入燃燒室與燃料混合進行等壓燃燒 燃燒後生成的高溫燃氣會在噴管中膨脹加速 最終排除滑翔器 這會產生巨大的推力 讓滑翔器加速到高超音速 而燃燒衝壓發動機與一般衝壓發動機的關鍵差異 在於高超音速衝壓發動機的進氣在進入燃燒室之前 需要經過適當的導流降低速度 切換到壓音速狀態 但那些進入燃燒衝壓發動機的氣體 在進入發動機後仍舊可以保持超音速狀態 正因如此 燃燒衝壓發動機不僅僅能將滑翔器加速到高超音速狀態 還可以在5馬赫的基礎上繼續提高飛行速度 所以超音速燃燒衝壓發動機最大的優點是機動力高 但它的缺點也很明顯 就是研發難度高 運行不穩定 造價還很貴 不過話又說回來了 就算高超音速導彈技術難點多 世界上畢竟還是有國家造了出來 這些國家的整體軍工實力並不比美國領先 美國在高超音速武器領域喪失優勢究竟是因爲哪些原因呢 其實 在高超音速導彈領域 美國從一開始就是先行者 早在20世紀50年代 美國就開始研究高超音速技術最爲關鍵的部分 那就是超燃衝壓發動機 從1954年開始 美國宇航局就啓動了高超音速發動機計劃 併成功研製出X15實驗機 這款實驗機呢 充分展現了美國當時的科技優勢 因爲在實驗飛行中 X15作爲一款有人駕駛飛機 一度創造了6.72馬赫的同類機飛行速度世界記錄 和升限10.8千米的飛行高度記錄 但是 在這次輝煌之後呢 美國後期對高超音速飛行器的研製並不順利 在20世紀90年代 美國還推出了全球快速打擊計劃 提出要實現一小時內用常規武器打擊地球上的任何目標 在該計劃推動下 美國啓動了首個高超音速巡航導彈的研發計劃 高超音速X並於2001年成功研製了X43系列飛機 但是在計劃後期 由於技術不夠成熟 試飛失敗時有發生 計劃最後還是終止了 後來的2002年 美國空軍和美國國防部高級研究計劃局還聯合開發過獵鷹計劃 試圖打造具備全球打擊能力的高超音速平臺 但是獵鷹HTV2號在2010年和11年的兩次試飛中均以失敗收場 本項目也陷入停止 直到2004年 美空軍啓動的X51A項目 但最終未能取得巨大突破 2011年 美國陸軍又啓動了遠程高超音速武器項目 雖然首次實驗獲得成功 但是在2014年進行的第二次實驗中 項目又遭遇了失敗 不過陸軍這次的心血還算是沒有白費 因爲2017年美國海軍又在陸軍經驗的基礎上完成了前射型高超音速滑翔導彈的首次飛行實驗 可以說 在最近十餘年時間裏 美軍在高超音速武器領域的嘗試的確取得了一些成果 但是因爲項目成功率不高 美國在該領域建立的優勢已經越來越少了 與此同時 在該領域起步較晚的俄羅斯 卻率先在2020年3月18號使用匕首導彈打擊了烏克蘭軍火庫 成爲全世界第一個在實戰中應用高超音速武器的國家 歸根到底 美國之所以在高超音速武器方面落後 還是因爲內心的糾結 反映在了行動的糾結上 首先 是美國在高超音速飛行理論方面的派系太多了 以至於沒能形成一個配套完整的主脈絡 美國是一個技術創新大國 對高超音速武器的理念與形成有很多方案設想 但是軍工廠商不可能跟進每一種方案 去研發那麼多種材料和部件 根據美國政府問責局統計 美國一度同時發展了70個高超音速武器研究項目 但是其中有65項都處於早期技術研發階段 如果繼續細分這65項方案 他們還分別側重於空氣動力學 材料學 化學以及模擬仿真等領域 有的方案呢 是以動力系統爲優勢 有的方案則在制導通信和飛控系統方面取得了進展 但是所有方案進行到最後 只有最後剩下的那五種能爲美國軍隊提供高超音速武器實驗原型機 不僅如此 美國海陸空三軍以及美國國家航空航天局還會分別選取自己信賴的高超音速飛行器的方案 由於各軍種各部門對武器的需求側重不同 在爭取研發經費方面也存在目標重合 這就導致了研發資源的重複消耗 美國國防研究與工程現代化局局長馬克劉易斯就曾明確指出 美國各軍種和國防部相關機構在高超音速武器發展領域缺少協調 部分項目還存在重複建設等問題 這反而還拖慢了美國研發高超音速武器的進度 而更爲重要的還是美軍內部對高超音速導彈的態度舉棋不定 美國確實是面臨部分國家的軍備競賽壓力 也確實不想讓俄羅斯等國家在某個軍事領域超過自己 但是從某種意義上來說 高超音速導彈也沒那麼先進 美國麻省理工學院的羅拉格里格博士就曾公開表示 高超音速導彈 從技術層面來看 並不是一種軍事層面的決定性武器 這種導彈不論是在發射升空環節 還是在降落路徑方面都是可以被偵測到的 格里格博士認爲 高超音速導彈的真正優勢是它的機動性和靈活性 但是也沒有超出現有武器太多 要知道 在俄烏戰爭中 烏克蘭軍隊就曾使用愛國者反導系統 多次攔截俄羅斯方面發射的匕首高超音速導彈 這要麼是匕首導彈的性能不足 要麼就是高超音速導彈的抗攔截能力有限 而目前唯一可以確定的就是美國不會暫停高超音速武器系統的開發 至於美國究竟能拿出多大決心推進工作 歡迎各位在評論區留言 瞭解完高超音速導彈的製造難點 明天的那是爲什麼欄目 讓我們將目光移向美國的夏安直升機 爲什麼這一款獲得了許多美軍飛行員誇讚 速度也比阿帕奇更快的直升機 最後呢卻沒能進入美軍服役呢 明天晚上六點半我們不見不散 放眼世界軍武近代時 每次爆發軍備競賽的時候 以美國爲首的軍事強國都會大膽應用前沿軍事技術 打造出頗具未來感的新式武器 可是需要注意的是啊 不是每款武器都有F22那樣橫空出世的幸運 今天要聊的這款武器就是由於太過先進和超前 反而沒有等到屬於自己的時刻 說起武裝直升機 大家首先都會想到美軍的ah64阿帕奇 這款武器呢 一出場就代表着強大火力 但如今聲名顯赫的阿帕奇直升機 在某種程度上來講 不過是一個取代正主的備胎方案 當年在武裝直升機領域的真正主角其實是ah56夏安直升機 美國陸軍使用武裝直升機作爲支援火力來源的歷史很早 從越南戰爭時期開始 美軍就使用了ah1g休伊眼鏡蛇直升機來爲地面部隊提供掩護 不過這款直升機呢 畢竟還是以從UH1通用直升機改裝而來的 雖然擁有更加狹窄而不易被擊中的正面 但是美軍還是認爲有必要設計一種機動性更強 武器掛載種類更多 但要攜帶量更大的武裝直升機 美國陸軍因此將ah1g直升機當作了一種過渡方案 並在1964年8月提出了先進空中火力支援系統招標 而在這個歷史節點上 美蘇兩國的空軍都在大力追求高空高速 正因如此 美國陸軍對新式武裝直升機的要求裏 最重要的一點就是高速突防能力 同時結合越南戰爭的經驗 直升機的低速盤旋性能 制空時長以及防護性能都要兼顧 火力也需要更加強大 軍工巨頭洛克希德公司一聽到消息 立馬着手提交了ah56直升機方案 其下安的代號呢則來源於美國的原住民族群下安人 機型一亮相 立馬引起了美國軍工界的圍觀 下安直升機也在1965年正式贏得了美國陸軍的青睞 人們一看到下安直升機 首先就被他獨特的外貌吸引了 一般來說呢 直升機是依靠上方水平旋翼獲得向上升力和飛行推進力的飛行器 一般只會在機身上方和機尾末端安裝螺旋槳裝置 而下安直升機爲了提升飛行速度 實現更好的機動突防效果 在機身上安裝了一對頗長的機翼 翼展達到了8 14米 這對機翼不光能爲高速飛行的機體增加穩定性 還能配合直升機螺旋槳產生生力 減輕剛性主旋翼的負擔 不僅如此 下安直升機的機尾除了傳統的反扭矩旋槳外 還加裝了一個和老式飛機上類似的推進螺旋槳 這就使得下安直升機具備兩種飛行模式 一種是和傳統直升機一樣 主要依靠主螺旋槳的升力機動 另一種則是在飛行速度提升到一定階段後 讓主旋翼退居幕後 將引擎動力引導至尾部的推進螺旋槳 使直升機切換到類似輕轉旋翼機的飛行狀態中 此時的機體呢 不需要改變俯仰姿態 就能快速加速和減速 並且下安直升機進入第二種飛行模式時 機身振動現象會得到減輕 這不僅會提高飛行員的駕駛舒適度 更重要的是能夠提高直升機武器的瞄準精度 所以當年試飛下安直升機的飛行員們都是很喜歡這款裝備的 下安的複合飛行模式設計 也爲其增添了一個優於同時代5G的關鍵優勢 那便是攻擊便利性 傳統直升機在向前俯衝攻擊時 由於移動速度會成倍增加 所以飛行員只有幾秒鐘時間來完成目標獲取和攻擊和停火的過程 而到了下安直升機這裏 飛行員進入俯衝狀態後 還可以讓推進螺旋槳反轉減速 讓瞄準和開火的過程更加平穩 這也讓下安直升機在試飛階段獲得了相當不錯的口碑 並且在4000馬力的渦軸發動機和推進式螺旋槳的強強聯合下 下安的巡航飛行速度能夠達到361公里每小時 如果需要進行高速衝刺 下安還能將時速提高到393公里 要知道後來的H64阿帕奇最大飛行速度也只有293公里每小時 可以說 下安直升機的高速性能給當時的美國軍方留下了深刻印象 和那些50年後出現的武裝直升機相比 下安的飛行速度也是絲毫不遜色 真可謂是超前50年了 不過 作爲一款武裝直升機 僅僅速度快還是不夠的 強大的火力也很重要 而在這個方面 下安是名副其實的空中坦克 下安的火力十分強大 其機阜下方的旋轉炮塔內裝有一門xm140型號30毫米口徑機關炮 而在機首下方的另一處旋轉炮塔裏則安裝有m129型40毫米自動榴彈發射器 備彈量足足有300發 這300發榴彈的足以爲地面部隊提供長效火力支援 如果戰地任務不需要榴彈類武器 機頭炮塔還能換裝xm196六管旋轉機箱 爲武裝直升機提供更加多樣化的武器類型選擇 並且下安的機翼下方還有六個武器掛載點 能夠攜帶九頭蛇70火箭彈 攻擊敵方的裝甲載具和防守陣地 這些火箭彈也可以通過換裝彈頭的方式 釋放大量的煙幕或者發射照明彈 來承擔戰地掩護等戰術職能 tow逃逝反坦克導彈也在下安直升機的軍武庫中 這款世界上使用最廣泛的反坦克導彈 在1970年就開始列裝於美軍部隊 下安直升機當時正處在試飛階段 如果說下安的武器配置還能移植到其他相似的直升機平臺上 那麼下安的武器系統設計絕對是引領時代的亮點 首先 主管下安直升機火力攻擊的炮手擁有一個頗具未來感的星戰座椅 加安直升機有一個串聯式雙座座艙 負責駕駛的飛行員坐在後座艙 負責火控系統操作的炮手則坐在前座艙 值得一提的是 炮手的座艙系統與機頭下方的機槍炮塔完全是深度集成的 不論是炮手座椅 武器瞄準系統還是射擊控制裝置 他們都能隨着武器瞄準方向旋轉 這種設計與二戰時期美國轟炸機炮塔有一定的相似之處 也讓人想起了《星球大戰》系列電影中的千年筍 飛船炮手座椅 當炮手坐進下安直升機的座艙時 可以使用潛望式瞄準器具 操作座椅下方的機炮指向 如果不是機體自身阻擋 該系統在理論上能夠讓機炮實現360度範圍內的任意角度打擊 這種設計在當時的武裝直升機領域來看 具有很強的預見性 除了這種相當科幻的座艙系統之外 下安的機組成員還可以佩戴HMD頭盔瞄準系統 每個人都可以獨立操縱機阜下方的武器 下安的火控系統也十分先進 裝有多普勒雷達和激光測距儀 並且下安直升機在航電系統上的許多配置 在當時看來也是革命性的 其擁有前視地形跟蹤雷達和AFCS自動飛行控制系統 能夠讓飛行員減輕維持飛行狀態的壓力 同時 下安直升機還裝備了VSD垂直態勢顯示器和PPD平面位置顯示器 這些裝備呢 減少了直升機駕駛艙內部的指針儀表 讓飛行員從繁瑣的參數觀察中解放出來 拿出更多精力關注實際作戰 有了上述一系列航電設備的加持 下安可以實現夜間條件下的安全貼底飛行 再加上電子戰系統和數據鏈系統 本領多樣的下安也能執行前線空中管制任務 並且下安的自動飛行控制系統和多個機載雷達系統都能連接到當時最先進的數字處理器之一 CCC計算機中央綜合體上 得益於這種配置 下安才能在低空安全作戰 在1970年之前 下安的這些本領呢 還是十分新穎的功能 它的出現也在相當一部分程度上 啓發了後來出現的武裝直升機 但令人詫異的是 就是這麼一款先進的武裝直升機 最後呢 卻只製造了十架 也沒能挺過試飛階段 進入量產 爲什麼下安最終失敗了呢 歸根到底 還是它技術過於困難 一下直升機要在兩種飛行模式之間切換 就會不可避免的遇到機械結構過度複雜的問題 這使得下安的研發進度一延再延 下安直升機從1967年開始試飛 一時風光無限 它曾於一次早期測試中 在泛努伊斯機場上空做出了鞠躬動作 即直升機在懸停過程中 降低機頭 以靜止狀態向前傾斜 這舉動呢 曾經讓現場觀摩的軍事人員驚歎不已 下安直升機的試飛工作一直持續到了1969年3月 而這劃時代裝備的命運尾聲 也在此時悄然到來 在一次試飛任務中 第三架下安原型機發生了主旋翼振動現象 有旋翼槳葉直接撞到了座艙蓋和尾梁 直升機當場墜機 墜機事故發生後 美國陸軍立刻下達了整改通知書 這是美國政府認爲武器承包商沒有達到招標預期要求的信號 下安直升機的可行性也被徹底檢討 甚至後來有來自美國空軍的人士質疑 下安直升機違反了基韋斯特協定 即美國陸軍不能操作飛機 飛機必須由空軍操作的規定 最終 在多方壓力疊加下 下安直升機在墜機事故發生的兩個月後 失去了美國陸軍的合同 從此之後呢 下安直升機方案又掙扎了兩年 最終在1972年被美國陸軍正式取消了 ah56被取消的原因是有很多 除了直升機本身存在的技術問題外 洛馬公司缺乏足夠的直升機研製經驗 導致項目管理一團糟 也是個重要因素 此後呢 洛馬也再也沒有再研製直升機了 直到收購了希克斯基公司 該項目被終結的另一個原因 是下安直升機的研製時代 正處在模擬航電和數字航電技術的更新換代時期 雖然下安在60年代末做到了各方面的性能極致 但到了美國陸軍取消下安項目時 更輕 更快 更可靠 更精確 並且具有更好夜間和全天候作戰能力的數字式航電已經出現了 下安直升機再怎麼運用先進技術 也不可能真的用上未來才能出現的設備了 而下安升級這些系統就需要付出重大成本 相比之下呢 簡簡單單的貝爾ah1眼鏡蛇直升機 憑藉着更便宜 更穩定的特性 卻成了下安過度的替代品 但需要指出的是 下安直升機在研發期間留下的設計經驗都得到了充分保留 例如頭盔瞄準器就延續到了阿帕奇直升機系統中 所以從某種意義上來講 下安並沒有完全失敗 它的設計理念已經得到了傳承 下安這款武器到底應該怎麼評價 歡迎各位在評論區留言討論 瞭解完下安直升機的坎坷經歷 明天的裝備資訊欄目 讓我們看看美國的新型軍用機器狗是如何幫助美軍駐守基地的 明晚六點半 我們不見不散