印度HSTDV 试飞成功高超声速导弹尚需时日

文/ 兰顺正

▲ HSTDV 安装在烈火-1 导弹的助推器上等待发射

据印度相关媒体报道，9 月7 日印度在位于巴拉索尔的APJ Abdul Kalam试验场成功对该国研发的高超声速技术验证飞行器（HSTDV）进行了测试。报道称，这种国产高超声速技术将为印度研发6 马赫的高超声速导弹铺平道路，印度成为继美国、俄罗斯和中国之后的第4 个成功测试高超声速技术的国家，加入了“高超声速导弹俱乐部”。

高超声速飞行器指飞行速度超过5 马赫的飞机、导弹、炮弹等有翼或无翼飞行器的总称。由于高超声速飞行器具有高度、高速的特点以及高效的突防和侦察效能，可大大扩展战场空间，所以其巨大的军事和经济价值十分引人注目，被军事专家视为继螺旋桨、喷气推进之后航空史上的第三次革命性成果。目前，世界主要军事大国持续大力推进高超声速飞行器的演示验证和型号研制，一场抢占未来战争制高点的竞赛大幕已经拉开。

▲ 烈火-1 导弹助推器将HSTDV 发射到距离地面30 公里的高空示意图

首飞失利

高超声速飞行器大致可分为两个种类：第一类为依靠自身先进的推进系统就可实现大气层内数倍声速的飞行器，这主要得益于它所具有高性能动力推进系统。超燃冲压发动机、脉冲爆震发动机是这类高超声速飞行器的关键技术。第二类高超声速飞行器又被称为助推滑翔高超声速飞行器，其特性可以描述为：在弹道导弹的基础上，增加了进入大气层后的利用气动控制系统以实现有限的机动，具备有效升力拉起，并且能在大气层内长时间滑翔飞行。

一直以大国自居的印度在多年前就加入了这场高超声速的竞赛。在助推滑翔方面，早期印度为提高导弹射程和突防能力，在其弹道导弹发展项目中曾广泛应用助推滑翔技术，这使其积累了较多的助推滑翔设计和应用经验。在超燃冲压发动机方面，为了能更好地进行相关研发工作，2005 年印度在维克拉姆·萨拉巴伊空间中心修建了第一座高超声速风洞，能达到 5 ～25马赫。2014 年，印度国防研究与发展组织（DRDO）在班加罗尔又建成了新的高超声速风洞，并完成了8.4 马赫测试。而HSTDV 项目是DRDO 于2005年发起的，旨在研制一款超燃冲压发动机验证器，为后续发展高超声速巡航导弹验证关键技术。印度于2005 年完成了HSTDV 的弹体和发动机框架构造设计，随后在英国、以色列、俄罗斯等国的帮助下进行了多次空气风洞测试。2007 年2 月，印度在班加罗尔举行的航空航天展览会上展出了HSTDV 的模型。从公布的外观图片看，HSTDV 采用了常见的乘波体结构设计，但又不同于助推滑翔常用的梭形或三角形乘波体外形，其船型乘波体结构中设计了非机身融合的侧翼和后操纵舵，发动机则采用了所谓“三维侧压式进气道”。这种设计表明HSTDV 主要用于超燃冲压发动机的初步试验，其飞行速度也大致限制在8 马赫以内。HSTDV 采用国际上通行的碳氢化合物燃料，由于工作时燃烧室的温度很高，因此发动机采用双壁结构，朝向燃烧区的内壁使用的是一种特殊的铌合金，而外壁使用镍铬钛合金提供结构强度。另外，为了克服飞行时的气动加热，HSTDV 的弹翼和尾翼表面使用了钛合金，高温区域采用的是碳复合材料。当时印度方面称HSTDV 在2008 年就会进行飞行试验，不过后来由于资金和场地问题，该项目进度严重滞后，一直拖了10 年左右。

直到2019 年6 月12 日，HSTDV才进行了第一次高超声速飞行试验，虽然印度高调宣布成功，但不久媒体即披露该试验遭遇失败。按照原计划，HSTDV 飞行至 30 ～40 公里高空后，将与烈火-1 导弹助推器分离，并启动以煤油为燃料的超燃冲压发动机，以6马赫的飞行速度巡航，但媒体透露由于助推器失控，未能将HSTDV 送至预定高度，所以试验未达到预期目标。

▲ 印度公布的HSTDV 模型

▲ 吊挂在B-52 轰炸机翼下的X-51A 高超声速试验飞行器

高超声速导弹仍在路上

此次测试中，HSTDV 同样由一枚烈火-1 导弹的助推器搭载升空，测试一共持续了5 分钟。测试具体细节为：当地时间7 日上午11 点03 分，烈火-1导弹的助推器将HSTDV 带到了30 公里的高度，之后与HSTDV 分离，随后HSTDV 的进气口打开，超燃冲压发动机成功点火，燃烧持续了20 多秒，飞行速度达到了6 马赫。DRDO 称，对HSTDV 的所有参数都进行了测试，包括燃烧室压力、进气口结构和控制制导技术等。另外一位印度高级官员也表示：“从所有预定参数上看，HSTDV 都表现出成功，包括在应对2500 摄氏度的燃烧温度和空气流体速度的能力等方面。”

无疑，9 月7 日的试飞成功确实让印度在高超声速领域迈出了一大步，但是印度媒体随后宣称此次实验让印度有望在5 年内制造出第一枚高超声速导弹的说法却令人怀疑。对标国际上的同类产品就会发现，吸气式高超声速导弹的研发异常艰难。如美国的X-51A 高超声速试验飞行器在第一次试射时，其超燃冲压发动机工作已经达到了140秒，即便如此，从X-51A 的首次试飞至今已经过去10 年，美国采用超燃冲压发动机的高超声速巡航导弹还是遥遥无期。俄罗斯的“锆石”高超声速巡航导弹已经过多年秘密研究，虽然其也经历了多次试射，不断取得突破，但其能否在预计的2021 年至2022 年服役，仍有待观察。再看一下印度国内与HSTDV 项目并列的吸气式高超声速导弹“布拉莫斯2”项目，虽然该导弹与俄罗斯“锆石”导弹使用同样的发动机和推进技术，其基础和投入都要比HSTDV 项目成熟，但乐观估计还需至少10 年。而印度这次测试的飞行器大致相当于10年前美国X-51 的水平，且技术水平还差很多。另外印度在HSTDV 上的自主化成分较多，因此HSTDV 尽管跨过了第一道“坎”，但是距离真正意义上的成功还有很长的路要走。