东风17导弹在2000℃环境飞行，隔温耐热问题如何解决？

　　网友提问：

　　东风17导弹在2000℃环境飞行，隔温耐热问题如何解决？

　　专家解答：

　　高超音速飞行器在大气中飞行，速度达到8马赫时，飞行器的头锥部位温度可达2000℃，其它部位的温度也将在600℃以上。为解决隔温耐热问题，这类武器在设计上通常采用以下方法。

　　一是普遍采用耐热材料。长寿命、耐高温、抗腐蚀、高强度、低密度的结构材料，对于高超音速飞行器非常关键。例如，美国X-43高超音速验证飞行器的头部采用钨，机翼前缘和垂直安定面采用碳-碳复合材料，机翼采用哈氏钴铬钨镍合金，而且飞行器的外表面覆盖有耐热陶瓷瓦。

　　▲ X-43A飞行器

　　二是采用热结构一体化设计。高超音速推进系统由于存在极强的热负载，需要燃料本身在循环过程中对许多部件承担冷却任务，因此在机体设计中，使用了燃料供应与冷却系统设计一体化。专门的冷却系统，可以将燃料通过弹体壁毛细循环，用低温燃料冷却弹翼前缘和弹头扩展部位等发热的关键位置。液氢等低温燃料和冷却剂经过循环加热后，不但带走热量，还使自身温度上升，提高了燃烧效率。

　　三是加装隔热和散热材料。在弹舱内壁增加隔热材料，保护舱内仪器正常工作。在弹头烧蚀严重的端头部使用烧蚀散热涂装材料，当发生严重烧蚀时，这些涂装材料能吸热融化，随气流烧蚀分离，带走大部分热量。

　　▲ 美国NASA在运载火箭上采用了泡沫隔热喷涂材料

　　四是优化气动设计。高超音速飞行器通常要求尽可能地减轻结构重量，因此高超音速空气动力/热力学对其发展非常关键。当飞行器以高超音速飞行时，会产生很强的激波，激波与附面层之间产生相互干扰，在高超音速气流驻点附近产生极高的温度，能使附近的气体分解和电离，形成相当复杂的混合气体。因此需要优化设计，减少激波，避免或减少驻点的形成。

　　▲ 亮相2019年国庆阅兵70周年阅兵式的“东风”17导弹。

　　作为助推滑翔式的“东风”17高超音速弹头，虽然缺少专用的动力系统，但在优化气动设计和采用耐热、隔热材料方面显然技术已经趋于成熟。

　　作者简介：

　　李文盛：电子工程学士及军事学硕士，原总参某部高级工程师，从事军事信息与军事战略研究，以及远程作战问题研究，长期参加中国军控学会《年度国际军备控制与裁军报告》及中国国际问题研究所《全球核态势评估（年度）报告》的撰写，在军内外十余家刊物发表学术及军事科普论文400余篇，参与《俄罗新军事基本情况》、《美国未来作战系统》等多部论著撰写，主持或参加了多项国家及军队科研项目，获得军队科技进步奖多项，为核战略与核武器发展、作战使用专家，在防空与反导，以及常规远程作战方面也有较深研究。

　　作者：李文盛

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　　监制：光明网科普事业部