晨枫：“星空2号”厉害在哪？就是这个“啤酒肚”

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晨枫：“星空2号”厉害在哪？就是这个“啤酒肚”
- 晨枫自由撰稿人
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2018-08-14 07:30:50 字号：A- A A+ 来源：观察者网

关键字: 星空2号航天科技中国高超声速

激波是飞行器对空气高度压缩的结果，可以看作空气中随飞行器移动、无形但致密的锋面，理论上密度达到无穷大。换句话说，“坐”在激波锋面上和“坐”在地面上等效，这就是“乘波”的意思。坚硬致密的激波还吸收了与空气摩擦生热的主体，航天器再入时巨大的火球实际上是在激波锋面上形成的，而不是在航天器本体，航天器躲在锋面背后，实际上相对“凉快”。

美国空军其实对乘波体也算情有独钟，图为1996年进行试验的LoFLYTE乘波体风洞模型，在该模型上得到的技术被运用到了X-43A乘波体试验机上

X-43A飞行器的激波示意图

但只有在设计时有意利用激波产生升力和实现有效的气动控制的飞行器才是有意义的乘波体。从这个意义上来说，旋成体（主要为圆锥及各种变体，带或不带刀形尾翼）能通过迎角或者再入角产生激波升力，但只有有限的气动控制和机动能力，要算入乘波体是很勉强的。

简单激波是上下对称的锥形，但这是只考虑二维的情况。在三维空间里，对于尖锐的简单圆锥来说，实际激波是规整的圆锥形，速度越高，圆锥越尖锐。由于圆锥绕轴线一圈在各个方向上的性质是相同的，这样的三维问题可以简化成二维问题，所以旋成体技术相对简单、成熟，已经得到大量应用。具有末端制导的多种“东风”、俄罗斯“匕首”和美国陆军还在试验中的AHW导弹都采用旋成体技术。

乘波体为了达到更大的升阻比，通常为扁平形状，可以像改锥一样具有平直的前缘，或者像梭镖一样，平面形状大体为三角形。

采用“梭镖体”设计的HTV-2，极为扁平

HTV-2这样的飞行器，内部容积率非常低

“改锥体”由简单平面构成，前缘锋利，各个平面的激波分析依然较简单，面与面之间的交接、转折处复杂点，只能在各种简化、近似的基础上，用试验数据修正了。“改锥体”是早期乘波体的主要形状，上表面平坦，下表面前倾。在理想情况下，下表面正好“坐”在下激波的锋面上，好像飞机的地效一样。下表面与下激波锋面之间的压力高，这里也是发动机进气口的理想位置。美国X-43、X-51、美澳合作的早期HiFIRE都是“改锥体”或者某种变型。

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标签高超音速中国航天中国航天航空航天
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