中國的新型可變形機翼導彈可實現高超音速飛行中變形

中國公布了一款具備可伸縮機翼及實時形狀控制能力的"可變形"高超音速飛行器。

據報道，中國科學家已研制出一款新型"可變形"高超音速飛行器原型，其飛行速度可超過5馬赫（時速6174公里）。報道稱，這項新技術能在飛行中途改變形狀。

其變形能力包括可向內折疊的伸縮機翼，從而使飛行器外形更流暢、更緊湊。這有助于降低高超音速飛行器的阻力，使其能夠實現極高速飛行。

當機翼展開時，能提供額外的升力和機動性，使其更有效地轉彎或滑翔。更重要的是，機翼展開狀態能提供額外升力和機動性，從而更有效地實現轉彎或滑翔。

據專家表示，這種靈活性被視為高超音速技術領域的"圣杯"，因為大多數高超音速飛行器必須在利于速度或利于控制的形狀中二選一，無法兼顧。

這款新型"可變形"高超音速飛行器由國防科技大學王鵬教授團隊研制。國防科技大學是中國重要的軍事院校背景研究機構。

他們的論文已發表在《航空學報》上，并且不僅僅是理論 —— 團隊已經完成了半實物仿真測試。

強大的可變形高超音速飛行器

半實物仿真測試意味著控制系統（飛行"大腦"）與真實硬件及在模擬飛行環境的仿真器中運行的傳感器相連。這表明該系統能在實時環境中與物理部件協同工作，而不僅限于計算機模型。

這項新技術也可能帶來重要的軍事影響。中國已展示過CJ-1000高超音速巡航導彈，宣稱其能打擊數千英里/公里外的移動目標，甚至是飛機或艦船。

這在此前大多數專家認為是不可能的，因為高超音速飛行通常需要以犧牲機動性來換取速度。理論上，這種新型可變機翼概念可能為中國的高超音速能力帶來一些有趣的新可能性。

首先是能提供一種可快速飛行（機翼收起）抵達目標區域的飛行器。隨后，這種飛行器可略微伸展機翼進行轉向、俯沖或改變軌跡，使得攔截或預測變得極其困難。

如果關于這款新型高超音速飛行器的說法屬實，它將賦予中國在突破防御或打擊航空母艦、隱身飛機等機動高價值目標方面的顯著優勢。

但挑戰依然存在

然而，這并非沒有挑戰。以5馬赫以上速度飛行意味著飛行器可能經歷超過2000攝氏度的高溫，足以使金屬軟化并使空氣電離。

它還必須承受巨大的氣動力，這意味著每個活動部件都可能成為潛在的故障點。這款新型飛行器還額外面臨著活動機翼帶來的問題。

為此，每一次形態改變都會改變空氣動力學特性，從而改變飛行器所受的力，進而影響控制。除了團隊必須克服的機械問題外，飛行器的機載計算機必須每瞬間重新計算升力、阻力和穩定性。

團隊解釋稱，這意味著驅動執行機構（電機）必須毫無延遲或振動地物理移動機翼。但導彈上的機載計算機體積小、堅固耐用，并非超級計算機。

軍事以外的應用

因此控制算法必須超高效，能夠在無需巨大計算能力的情況下做出即時、穩定的決策。王鵬團隊聲稱，他們利用一種融合了幾項新創新的新算法解決了控制問題。

其一是高階系統建模，即對飛行器每個部件行為方式的非常精確的數學描述。其二是一種稱為"預設性能控制"的方法，能預先設定精確的性能目標（如最大誤差、響應時間等）。

最后，這款新型飛行器采用了超螺旋滑?？刂?，這是一種先進的控制方法，能夠處理不確定性和噪聲，且不會產生通常損壞執行機構的"抖振"現象。

除了軍事應用，這項新技術也可能為從商業飛行到貨運等各種行業帶來其他益處。

對于前者，全球商務飛行時間可能從現在的10-12小時大幅縮減至1-2小時。同樣，它也可能為跨大陸快速貨物運輸開啟大門。

如果關于這項新技術的消息屬實，這將標志著自該領域起步以來高超音速技術的最大飛躍之一。這也可能是一個信號，表明中國正在挺進其他少數國家（即便在機密項目中）也難以掌握的領域。

如果朋友們喜歡，敬請關注“知新了了”！