自2002年正式提出“快速全球打擊”概念以來,美國國防部先后提出一系列備選方案,但受需求、經費和技術等方面原因的影響,其方案仍處于不斷調整之中。目前,美軍探索的“快速全球打擊”方案大致可分為四種:一是基于助推-滑翔式武器的方案,二是基于高超聲速巡航導彈的方案;三是基于天基打擊武器的方案;四是核彈道導彈改裝常規彈頭方案。
上述“快速全球打擊”的各個方案都面臨著一些共性的關鍵技術問題,如熱防護問題,制導、導航和控制精度問題,彈藥和傳感器配置問題,推進系統的開發問題等。
氣動外形設計
助推滑翔式武器和X-51A飛行器均采用具有較高升阻比的“乘波體”結構。所謂“乘波體”,是指一種外形呈流線形、所有的前緣都具有附體激波的超聲速或高超聲速的飛行器。這種乘波體外形具有較高的升阻比。
HTV-1的升阻比為2.5,HTV-2將達到3.5-4。X-51A也采用乘波體構型,前段為近似楔形頭部,可以形成按一定角度分布的激波系,不僅能為飛行器提供升力,且有助于發動機工作。中段為近似方柱形機身,無機翼,機身中部下面有下凸鏟形進氣口,其整流罩向后—直延伸到機身尾部。由于采用乘波體構型,其升阻比比傳統外形高很多。
熱防護系統技術
“快速全球打擊”武器以極高速度運行,因此對熱防護技術提出了更高的要求。
與傳統彈道導彈相比,助推-滑翔式武器在大氣層內飛行時間更長。CSM-1在大氣層內滑翔時間為800秒,CSM-2在大氣層內滑翔時間為3000秒,而傳統彈道導彈在大氣層氧化環境內飛行時間約60秒。……