超音速武器的案例
法國著手研制高超音速武器 聲明稱不能再坐等了
法新社1月27日報道，法國決定發起一項高超音速武器計劃，法國國防部長弗洛朗絲·帕利發表了這一聲明。
弗洛朗絲·帕利說：“我們決定簽訂一份關于研制高超音速飛機樣機的合同。”她表示，研制的高超音速飛機將能夠以超過6千公里/小時（5馬赫）的速度飛行。第一次試飛“計劃在2021年底之前舉行”。
帕利強調：“現在許多國家都配備了這種武器。法國不能再坐等。”法新社在此指出，目前聯合國安理會的三個常任理事國美國、俄羅斯和中國已經在開展自己的高超音速武器計劃。
據法新社報道，法國已經在開發高超音速技術以增強其核武器庫。
展開 超級風洞——“吹”出來的軍事技術
美國試驗連續失敗，很重要的原因可能就是沒有這樣水平的風洞，無法模擬高超音速下的飛行狀態。
高超音速武器的應用
我們前面說了這么多“超級風洞”的內容，那么作為“超級風洞”的孵化目標——高超高速武器，研發這些又有什么用呢？
高超音速一般是指物體的速度超過5倍音速（約合每小時移動6000公里）以上，主要包括3類：高超音速巡航導彈、高超音速飛機以及航天飛機。俄羅斯副總理德米特里·羅戈津2013年曾說：誰掌握了高超音速武器，誰就將徹底顛覆戰爭的邏輯。
高超音速武器，意味著一小時內打遍全球。與核武器毀滅性打擊不同，高超音速武器的打擊完全是點穴式的，可以起到四兩撥千金的作用，可以一擊致命還能將破壞力降到最小。所以，相比核武器主要起戰略威懾作用，高超音速武器未來的應用空間要大得多。中國能夠在高超音速武器領先一籌的意義自然可想而知，掌握軍事主動權，就是國泰民安、人民安居樂業的堅實保障。
展開 日本研發超音速滑翔彈 日媒稱旨在應對中方"威脅"
這是一種可從超高空發射的導彈上分離的彈頭，并以超音速擊中地面目標的進攻型武器，防衛省將其視為陸上自衛隊奪島戰力之一。防衛省將開發工作比原計劃提前了7年，試圖在2026財年實用化。
發射裝置預計采用機動式平臺。由于射程較遠，如果與防衛省在航空自衛隊引進的對地攻擊型遠程巡航導彈配合，將會具備攻擊敵方基地的能力，因此可能會受到周邊國家的警惕。
報道稱，滑翔彈通過火箭發動機來推進，彈頭在數十公里高度分離，然后在大氣層內以超音速朝著地面目標滑翔和降落。它速度快，很難被敵軍防空武器攔截，可以從敵方進攻的離島周邊島嶼進行發射。
防衛省為了應對在東海活動的中國軍隊的威脅，推進了在沖繩縣宮古島和石垣島設立陸上自衛隊地對艦導彈部隊的計劃，滑翔彈可能會被部署到這些陸上自衛部隊。
資料圖片：日本防衛省公開的高速滑翔彈使用示意圖。（圖片來源于網絡）
資料圖片：未來高超音速導彈想象圖。（圖片來源于網絡）
報道稱，防衛省官員稱，“如果島嶼遭受攻擊，可以投入陸上自衛隊的水陸機動團，但要想有效實施機動團的登陸奪島作戰，就需要對地攻擊能力”。
要實現滑翔彈的實用化，還需要能夠保障超音速滑翔的姿態控制系統，需要擁有彈頭具備承受滑翔時與大氣摩擦產生高溫的技術。防衛省計劃依次開發早期部署型和性能提高型不同型號，于2025財年完成試驗。
報道稱，防衛省自2018財年起，為滑翔彈的研發編制預算，并在2019財年的預算申請中提出了138億日元（1日元約合0.009美元）要求。
資料圖片：高超音速武器再入大氣層想象圖。（圖片來源于網絡）
來源：參考消息網
展開 中國曝光10馬赫超高音速導彈
中國的超高音速導彈公知一眾，令美軍心生惶恐。美國技術處于斷層，導彈防御局就一直寄希望于太空部署傳感器層，以應對黑暗中與美帝國不斷靠攏的敵手，以日益尖端的導彈技術要挾強國地位。
美國導彈防御部門格里夫斯，很擔憂這種是音速的5倍的高超音速導彈，它存在的，而且即將來臨。甚至中國已經完全具備這種能力，高超音速導彈被投入對局也只是時間問題，他還補充，令人擔憂的是這種技術后不斷蔓延到太空領域，真正到達那一步，對美國現有技術來說將難以應對了，現在可以預防的決斷便是，使用太空傳感器填補美國國防部地面傳感器層內的空白，將保護層延伸到大氣層面。
美方稱中國探索高超音速武器可以10馬赫極速飛行15分鐘內打到美洲大陸，且已經從草稿紙落實到實物。這款神秘的超高音速導彈“東風”-17（DF-17），或稱HGV是火箭發射的無人機動飛行器，和傳統導彈比飛速巨快，軌跡難尋，試射7次全部成功。這無疑加大了攔截難度，甚至以美國現有技術無法空中劫持。中國有可能在幾年后大量部署這種殺器。
相輔相成中國建造了世界上最快的JF-12爆轟高超音速風洞，大氣層上方飛行改革性的進程，是中國高超音速武器的發展速度進一步飛升。這樣的感知和防御難度讓現在美國最令人驕傲的導彈系統形同虛設。
中國還有一樣秘密武器超級計算機技術，在高超音速武器設計、測試、生產中備具重量，世界500強計算機，中國躋身臺數202臺，還占據前三甲。超級計算機在高超音速武器模擬試驗中作用關鍵，記錄操控發射到命中的全過程。運算能力越強將更高速顯示結果，無疑在高超音速研發中獲先機。
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中國高超音速武器比美厲害在哪：就是這個"啤酒肚"
早先公開的HIFiRE 4飛行器的照片讓人以為它是有“啤酒肚”的先進設計
其實……它還是個“月牙形”
“星空2號”的“啤酒肚”是它最厲害的標志
中國高超音速技術領先了，但美國的高超音速發展是走了彎路的。美國強大的空中力量使得短程彈道導彈顯得多余，中導協議又禁止了中程導彈的發展，一步跳到洲際導彈級的HTV-2又技術跨度太大，所以在乘波體和飛行控制方面落后了。美國的重點在超燃沖壓，只有首先突破有效、可靠的動力，高超音速對美國才有意義。當然這方面也沒有真正突破，造成美國今天的困境。
但科學技術不是巫術，中國做得到的，假以時日，美國也做得到。這話平常是反過來說的，但在高超音速方面還真得這么說。發達國家不是一夜之間發達起來的，人家也在努力領先，但中國也有厲害的地方，高超音速就是一個例子。回到一開始的問題，“星空2號”厲害嗎？厲害的！后面還有更厲害的！
展開 深度：中國高超音速武器如何發展 向南太發射震驚世界
美國《華盛頓自由燈塔報》1月13日報道，美國國防部表示，中國軍方在上周完成了針對突破美國彈道導彈防御系統的首次超高速導彈彈頭載具測試。此次測試的時間為1月9日，使用的是被美國軍方代號為WU-14的高超音速滑翔載具。
但此后進行的兩次試驗先后失敗，其中最近的一次更是剛發射出來就爆炸，導致發射場嚴重損壞，后續試驗可能要到今年下半年才能再進行。
AHW最近的兩次試射中，計劃試驗高超聲速滑翔器大幅度提升射程的特性，它的發射地點放在了美國西海岸，距離夸賈林群島有6900公里，大大超出作為AHW助推器的“北極星A3”導彈的4600公里射程。雖然試驗并未成功，但至少說明雙錐體高超聲速滑翔器具備大幅度延長射程的可能性。
此外，經常在媒體上被當做“美國科技不可戰勝”象征的還有個X-51A，這是一種超燃沖壓發動機試驗平臺。盡管美國方面把計劃說得花好稻好，說它將在2020年代中期被縮小到可以裝入B-2的彈艙云云，但實際上這種飛行器的試驗還處于非常初期的狀態。
所謂超燃沖壓發動機，就是一種理論上可以在高超聲速條件下工作的噴氣發動機，它沒有增壓渦輪，靠高速飛行產生的沖壓效用來提高進氣壓力，同時又可以在進氣速度極高的情況下穩定燃燒，因此稱為超燃沖壓發動機。
不過試驗的結果其實并不樂觀，目前為止，X-51A只進行過一次成功的試驗，其發動機工作了設計工作時間的三分之一，不到100秒。它目前的最高飛行速度還沒有超過X-15，大概是5.2倍聲速，能夠提高到這個速度，主要是依靠X-51A機體身后的一枚火箭——陸軍炮兵戰術導彈MGM-140的發動機。而它的超燃沖壓發動機提供的續航動力其實并沒起到多大作用。
超燃沖壓發動機恐怕在近期內還難以成熟，人類要實現高超聲速打擊目標的理想，目前為止最靠譜的方法仍是“錢學森彈道”。
展開 超音速eVTOL可行性幾何？
Elon Musk幾年前提出制造超音速eVTOL飛行器的想法，并定期在Twitter分享這一看法，但縱然Elon Musk是全球汽車產業電氣化主要推動者，造的火箭更是以“尾巴著陸”，這一想法仍不免被嚴謹的航空領域視為遙不可及，不過是笑話、噱頭而已。但畢竟Musk有著“鋼鐵俠”之稱，如果說有誰能夠造出超音速eVTOL，那個人肯定是Musk。
那到底超音速eVTOL飛行器可行性幾何？
知名航空記者，同時也是直升機飛行員的Elan Head用第一性原理采訪研究了使超音速eVTOL成為現實到底需要什么。
超音速eVTOL概念圖
A. 超音速 + 電動 + VTOL = 一些非常困難的問題
從廣義上講，超音速eVTOL飛行存在三個難題：
1. 制造能夠以超音速有效運行的電動推進器存在困難；
2. 制造能夠支持超音速巡航和垂直起降能量和功率密度的電池存在困難；
3. 將所有這些集成為一個可行進行超音速巡航的飛行器設計存在困難；
我們先來看看推進器的問題。
到目前為止，只有一架能夠垂直著陸的超音速飛機投入使用：洛克希德·馬丁公司的 F-35B。它由Pratt & Whitney F135 加力渦輪風扇發動機提供動力，可產生超過 40,000 磅的推力，它通過燃燒大量化石燃料來實現。
F35垂直起降
這種快速的推力產生方法不適用于電動飛機，而且合適的替代方案可能是什么樣子也并不明顯。
展開 噴管中正激波超音速流動
參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual
算例說明
本案例介紹了噴管中正激波超音速流動，來流最大馬赫數為2.2。
計算域：噴管長2m，出口與喉道面積比為3
物質屬性：理想氣體，粘度為1.7894e-5kg/m-s
邊界條件：來流壓力為200kPa，總溫為500K，墻壁溫度為328K，出口表壓為75kPa
網格劃分
采用矩形網格，網格數量為8000
計算設置
本次計算為穩態湍流計算。
物質屬性
計算域內流體物質為空氣，設置它的密度和粘性參數
湍流模型
本次計算為層流計算
能量方程
激活能量方程
邊界條件
計算域左側為壓力入口
計算域右側為壓力出口
設置噴管壁面溫度
設置求解方法和松弛因子
計算結果
計算域壓力場云圖
計算值與實驗值對比
噴管中心線位置處馬赫數對比
參考文獻
F. M.White. Fluid Mechanics. 3rd Edition. McGraw-Hill Book Co., New York, NY.
518-531. 1994.
展開 Flotran做超音速的實例
自己制作的，請大家多指教~
命令流.doc
我國超高速風洞預計2022年建成，天地往返飛行器高超音速飛行器曝光
8月22日消息，我國JF-22超高速風洞此前已進入現場安裝階段，并已通過專家組中期檢查。在央視報道中，出現了疑似中國新型天地往返飛行器和高超音速飛行器的影子。
風洞被譽為是飛行器的搖籃。在位于北京懷柔科學城，一支幾代人傳承的科研團隊打造出了最新一代JF-22超高速風洞將于明年建成。
飛行器在天上飛，空氣不動，但是我們在地面上的時候，沒有辦法讓飛行器去飛，需要做一個飛行器的模型固定在這，在風洞產生高速的氣流吹這個模型，模擬它在天上飛的過程，這個就是風洞。
爆轟驅動超高速高焓激波風洞簡稱為JF22超高速風洞于2018年3月正式啟動，現在已進入現場安裝階段，完成真空艙、試驗艙和噴管的安裝，并通過專家組中期檢查，將于2022年建成。
▲JF22超高速風洞儀器安裝現場
就是這樣一個項目，經歷數代研發者的不懈努力，在錢學森、郭永懷部署的戰略方向上一路攻關，從高溫材料、到異型構造、再到傳感器設計，科研團隊在無人區反復探索，終于實現了從理論創新到技術創新的跨越。
直到2012年，總長265米、試驗段直徑達3.5米的JF-12復現風洞研制成功，可復現5到9倍聲速的飛行條件，實驗時間超過100毫秒，比其它同類型的激波風洞提高1個量級，成為國際最大、整體性能最先進的激波風洞，為我國航空航天重大任務研制提供了關鍵支撐。
作為研制新一代飛行器的搖籃，JF-22超高速風洞可以復現相當于約30倍聲速的飛行條件。JF-22最核心的技術就是通過正向爆轟驅動器為基本功能，提供平穩的驅動氣流，風洞的試驗能力要比JF-12驅動能力提高10倍。
展開 激波管內的超音速流動
參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual
算例說明
本案例介紹了充氫激波管內瞬態流動的數值模擬。隔膜將管內高、低壓力區域分離開，在T＝0時破裂，從而在管中產生沖擊波。
計算域：管道長1m，截面面積為0.01m2
物質屬性：密度選擇Aungier-Redlich-Kwong理想氣體模型
邊界條件：初始時設置高、低壓區域壓力
網格劃分
采用六面體網格，網格數量為102400
計算域中，左側為高壓區域，右側為低壓區域。
計算設置
本次計算為瞬態流動。
物質屬性
計算物質設置為氫氣，設置它的密度等參數
湍流模型
選擇無粘流動
能量方程
激活能量方程
初始化
設置初始計算域壓力為1e+07
利用patch功能設置高壓區域壓力為5e+07
迭代計算
時間步長設為5e-07
計算結果
計算域壓力和溫度云圖
計算值與實驗值對比
管道中心軸上壓力對比圖表
管道中心軸上溫度對比圖表
參考文獻
K. Mohamed, M. Paraschivoiu, “Real Gas Numerical Simulation of Hydrogen Flow”. 2nd International Energy Conversion Engineering Conference, Providence, Rhode Island, Aug. 16-19, 2004
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Boom Supersonic：重新啟動商用超音速飛機旅行
史上最快的客機
來自日本航空公司和維珍集團的 30 架 Overture 客機已經預訂和選擇，下一代超音速飛機的設計競賽已經開始。除了超音速飛行本身帶來的挑戰外，Boom's Overture 的設計者還需要考慮重要的環境和社會因素。聯合國的 CORSIA 碳中和增長氣候協議要求抵消所有國際航空排放，無論是亞音速還是超音速。為了支持這一點，Boom Supersonic 計劃采用可持續替代燃料，這將減少大約 80% 的碳足跡，并且正在積極尋找將環保創新納入 Overture 設計的方法，同時不會對其開發時間表造成技術風險。其中一項創新是與 Prometheus Fuels 的合作伙伴關系，一家使用清潔能源從大氣中已經存在的二氧化碳中制造零凈碳燃料的公司。減輕社區對音爆噪音的暴露是另一個優先事項。他們將通過將超音速速度僅限制在跨洋飛行段并實施最新的降噪技術來確保在起飛和著陸期間不會增加現有噪聲等量線來實現這一目標。
應對挑戰
由于超音速設計的復雜性，Boom Supersonic 工程師需要能夠測試多種條件并嘗試許多不同的設計理念。他們的工作時間也非常短，這意味著他們需要一個可以快速設置甚至更快獲得結果的解決方案。Boom Supersonic 首席推進工程師蒂姆·康納斯 (Tim Conners) 表示，在與 NUMECA 合作的試點項目中，Boom 設法以比之前的設計環境快 14 倍的速度取得成果。NUMECA 解決方案不僅通過提供顯著簡化和高度自動化的工作流程推進了 XB-1 子尺度演示器的開發，而且與 NUMECA 的合作伙伴關系還為 Boom 提供了顯著節省計算資源和縮短設計周期時間的機會。
Boom 設法以比之前的設計環境快 14 倍的速度取得結果。
展開 超音速火箭發動機射流仿真分析 ￥5
本文選用一個超音速火箭發動機，對其射流過程進行仿真分析，設定不同的射流壓力條件下，對比分析射流云圖的不同，以及激波反射、馬赫盤等云圖
全世界第一艦載無人機曝光：其隱身力比F22都強幾十倍
而我軍最大的優勢還并不是東風26和新一代的先進反艦導彈，而是高超音速打擊武器，這種高超音速打擊武器的作戰能力不但強悍，也超出了美軍的攔截能力，一枚以10馬赫以上速度突防的武器不但難以攔截，射程還能輕松的超過1000千米，這種導彈的優勢就讓美軍這種MQ-25徹底化成了泡影。
美軍的MQ-25雖然看上去很先進，但有一個問題是無法避免的，那就是MQ-25必然要占據航母空間，航母上完全可以算得上寸土寸金，即使只部署12架MQ-25，也會讓美軍的打擊出現一定問題，如果部署更多的MQ-25，甚至就得削減F18的數量了。
而美軍如果真的想要保證對東方大國的優勢，研究高超音速打擊武器和先進的反艦導彈是唯一的辦法，可是美軍在高超音速打擊上的技術遠遠比不上東方大國，甚至連俄羅斯都比不上，MQ-25只能算是一種妥協，美軍需要的是用MQ-25來為己方航母編隊爭取一定的時間。加油機并不能取代先進的遠程打擊手段，這一點恰好是美軍最缺少的，這種次無人加油機實際上是美軍之前提出的無人攻擊機替代品，美軍在一直未能成功的情況下，只能選擇次要方案。
展開 中國高超音速無人機邁入了新的階段
高超音速飛行器是飛行器的第三次革命
近日，網上出現我國高超音速飛行器試飛的新聞，這表明國內高超音速飛行器的研制邁入了新的階段。
一般而言高超音速飛行器指的是飛行速度超過5馬赫的飛行器，它是繼螺旋槳、噴氣式飛機之后飛行器的第三次革命，也是新世紀各國爭奪的制高點。
此前許多人可能已經看過中國高超音速飛行器的新聞，那么此次高超音速飛行器有什么不同，此次新聞的主角是中國航空工業而不是以前的航天工業，所以可以推測此次試飛的飛行器應該是吸氣式高超音速飛行器，也就是說它的動力應該是基于渦輪的聯合推進系統(TBCC)，而不是基于火箭的聯合推進系統(RBCC)。
噴氣式發動機只能讓飛行器的速度達到2馬赫左右
傳統的渦輪噴氣/風扇發動機的飛行速度范圍局限在2馬赫以下，到達這個范圍的上限之后，渦輪葉片的轉速到達頂點，會產生的比較大熱量及燒蝕問題，此后提高速度只能依靠沖壓發動機，它是依靠氣流來進行增壓，不需要渦輪，所以速度范圍比較大，一般而言亞燃沖壓發動機可以滿足是飛行器的速度達到6-7馬赫，而超燃沖壓發動機，就是氣流不減速直接進入燃燒室，則可以達到10馬赫左右。
不過沖壓發動機這個原理讓它必須擁有一個啟動速度，所以需要與其他動力裝置組成聯合推進系統，最常見的就是固體火箭加沖壓發動機，這是目前超音速反艦導彈最常見的配備，不過固體火箭發動機只能一次性使用，不適合作為重復使用飛行器的動力系統，所以出現了渦輪沖壓聯合推進系統，此次曾經有新聞說國內正在研制渦輪沖壓聯合推進系統。它利渦輪發動機讓飛行器從普通跑道起飛，在高空達到沖壓發動機的啟動速度之后，再使用沖壓發動機，將飛行器繼續加速到預定速度。
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