和平使者：核威慑再平衡

原创 老和山下的小学僧 老和山下的小学僧

导读：核威慑的本质是一种“无法防御”的进攻手段，注意，这里说的“无法防御”指的是理论上无法防御，只有理论上无法防御，各大流氓之间才能形成稳固的威慑平衡。

尽管中美科技差距依然很大，但中国确实也有不少技术走在了美国前面，比如，光量子计算机又又又甩了美帝几条街。无论啥事，能做到世界第一都是了不起的，但媒体每次总把超越的意义往顶格说，整得吃瓜群众晕头转向，还以为我们早就超越了N多个美国。

这回咱们做个大胆假设：100年后，地球人在讨论中国超越美国的过程时，会把哪项技术作为中美反转的标志性事件？

1

斯普特尼克时刻

要说这事，得先定个标准。

首先，这是一项能用的技术，比如中国核聚变进展相当不错，但这玩意儿离应用十万八千里，很难动摇美帝霸主宝座，所以不能算。第二，要做到领先，比如航空发动机，能追平就非常不错了，想吊打美帝稍微有点不现实，所以也不能算。

历史上刚好有这么个例子。

美苏争霸早期，苏联的航天实力其实强于美国，但当时美国的吃瓜群众一直以为自己才是天朝上国。1957年10月4日苏联发射了人类第一颗人造卫星“斯普特尼克1号”，这一下可把美国人吓坏了，后来，第一个太空人也是苏联的，再后来，第一个月球探测器还是苏联的！于是，美国人纷纷觉醒，各种雄心勃勃的太空项目快马加鞭，最终成了真正的世界霸主。

这颗把美国人从温柔乡叫醒并促使美国人奋发上进的苏联卫星就成了一个标志，史称“斯普特尼克时刻”。大概意思是说，美国人意识到自己不是世界第一，于是加倍努力迎头赶上。不过咱们这儿只取前半句的含义，至于能不能奋起直追就看造化了。

陈年旧事讲完了，说说最近几个月中国航天发生的两件大事：其一，世界最大推力整体式固体火箭发动机试车成功，这标题专业词汇较多，漏一个都不行；其二，外媒称，中国高速飞行器环绕地球一圈后落地，我外交部委婉地说，是的。

第一件事可以和上篇呼应一下，虽然固体火箭和液体火箭完全不是一类东西，但似乎可以看到一条与SpaceX那种用小发动机绑成大发动机完全不同的技术路线。不过细细想来，拿固体火箭和液体火箭比较确实不太妥当，液体燃料没法保存在火箭里，都是发射前才灌装的，导致发射过程非常磨叽，所以比较着急的事情，通常都让固体火箭来办，只要一点火就能立马走人。因此呢，中国折腾这么大的固体火箭，估计是着急送什么重要东西。

第二件事情比较有意思，美国参谋长联席会议主席米利上将说：高速飞行器这事儿“非常令人担忧”，“我不知道这是否称得上斯普特尼克时刻，但我认为它非常接近。”

米利算是美帝军方里比较务实的哥们儿，前朝大统领特靠谱在位时，米利担心上面乱来，提前给中国军方打电话：朋友，不管大统领干了啥，你就暂且忍忍，咱哥俩是不能动手的，就这么说定了。（米利曾两次私下联络中国军方，在第一次通话中，米利向中国军方保证，美国不会攻击中国，如果美国真的采取了攻击性行为，他将提前告知中方。）

看得出来，米利和那些只会向美国国会讹钱的吹牛狂不同，他的话多多少少还有几分正经，既然这哥们儿提到了斯普特尼克时刻，那肯定也值得我们去琢磨琢磨。

2

战争与和平

在以前，战争是两个国家国力的较量，所以强者或自以为强者就倾向于发动战争。

核武器和洲际导弹的出现，使情况有了些变化，即便国力有点虚，但只要跨过及格线就没人敢动你了，比如你握着100枚洲际导弹，对世界和平就很管用。从这个角度说，战争不再是纯粹的国力较量，这使得国力稍弱的国家有充足的迂回空间，从容发展经济并增强国力。

反导的出现，使情况又有了些新变化。

反导话题之前陆陆续续说了很多，归纳起来就一句话：弹道导弹从中段开始，飞行轨迹可以被预测，理论上存在拦截的可能。发射弹道导弹就好比朝100米外扔石头，石头一旦脱离了你的手（弹头与火箭分离），飞行轨迹是很难大范围改变的，只要对手瞄得准，就可以扔一块石头把你的石头撞下来。相撞时，两者都处于无动力滑行状态。

从技术上说，反导是巨大的进步，但从策略上说，反导打破了原有的核威慑平衡。这儿提个概念叫“饱和拦截”，假设我的拦截率是20%，而你有100枚核弹，那我就搞500枚反导导弹，这样一来，战争又成了国力的角逐。

如果有一天，当我有把握拦截你所有的核武器，战争也就不远了。好在这一天还算遥远，按照现在洲际导弹的拦截率来看，若真有人搞饱和拦截，那多半得倾家荡产，对方也省得发射核弹了。更麻烦的是，拦截导弹要把雷达部署到导弹来袭方向，而战略核潜艇可以从大洋的任何地方发射洲际导弹，本就不高的拦截率还得再打折上折。

正因为对洲际导弹的拦截率很低，所以洲际导弹还能保护人类和平。全世界只有五大流氓拥有洲际导弹，而且就目前的形势看，这五位爷是不会允许第六位哥们儿出现的。可见洲际导弹仍是当前最可靠的核威慑手段，即便有了那么一点瑕疵。

既然反导这个变数已经出现，为了世界和平，为了人类文明，咱们还是有必要找一找全新的核威慑方式。

3

核威慑的本质

核威慑的本质是一种“无法防御”的进攻手段，注意，这里说的“无法防御”指的是理论上无法防御，只有理论上无法防御，各大流氓之间才能形成稳固的威慑平衡。

原先洲际导弹能很好胜任这个工作，现在么，洲际导弹虽然实际上仍无法有效防御，但理论上是可防御的。导弹可以被拦截的根本原因，在于弹头大部分时间是在太空无动力滑行，飞行轨迹理论上可以被预测。

那为啥导弹不带些燃料，到时候可以临时拐弯啊？燃料带少了，变轨距离有限，你变他也变，比如美国标准3拦截弹就有一定的末端修正能力；燃料带多了，行头就无比庞大，加速转向都不会利索，副作用一大堆。

防止飞行轨迹被预测的最简单办法是，全程都在大气层内飞行，想什么时候转弯就什么时候转弯，不过这样速度就上不来了。这种叫巡航导弹，本质上就是一架无人机，虐菜可以，但对大流氓实施核威慑未免有点儿戏了。

想要飞得快，就去太空加速，想要随时拐弯，就老老实实在大气层内飞，鱼与熊掌不可兼得。但是呢，必须同时满足“飞得快”和“飞行轨迹无法预测”这两个条件，才能真正达到无法防御的境界。个中道理，可以翻看前文《天外流星：高速飞行器》。

那么，谁有可能成为洲际导弹之后的世界和平守卫者？不卖关子，这个滥话题已经说好几回了，答案是临空高速飞行器，就是那种可以在大气层边缘飞行的玩意儿，姑且称之为高速飞行器吧。

4

鱼与熊掌兼得

在大气层边缘飞行，既可以利用太空加速，也可以利用稀薄的空气拐弯，速度超过5马赫，几乎就无法拦截，速度达到10马赫，妥妥就无法拦截。个中道理，还是翻看前文《天外流星：高速飞行器》。

接下来终于该进入正题了。

高速飞行器的玩家大约只有中美，美帝的X-43、X-51都是创下世界记录的狠角色，不过也都是在天上飙一段距离就下来的不成熟货色。美帝保密程度比较高，成熟度也比较高，而且承认军事用途的是X-37B。

X-37B是人类第一架既能在太空飘着，又能随时进出大气层，最后还能回到地面的飞行器。这货有一次试飞在天上待了2年，显然是已经进到太空入轨了，这和大气层边缘的临近空间飞行还是有很大区别的，因为真空环境转向比较困难，而且入轨后投弹也比较麻烦。从外形看，这货也不像在气动外形上下了很大功夫的样子，大概率还是凭借强悍的发动机在大气层边缘进进出出。

依本僧看，X-37B更像是一架变轨灵活的航天飞机，但想在天上随心所欲的大范围机动并不容易。也就是说，这路子很可能不符合“理论上无法防御”的要求。

各位最关心的来了，咱们这路子趟得怎么样了？

5

多看新闻多读报

首先蹦跶的是英国《金融时报》，因为长距离的飞行器试验很难完全躲过卫星的眼睛，各国情报机构再根据需要给媒体漏点风声，常年如此。

不过，这回金融时报蹦得有点凶，说是把美国人吓坏了，“该试验让五角大楼极为震惊”，一名知情人士承认说：“中国的高超音速技术远比美国认识到的先进，我不知道中国人是怎么做到的”，中国的这种能力将对北美防空司令部预警能力和攻击评估能力构成重大挑战，“如果有了这种武器系统，你就没有必要继续使用传统的洲际弹道导弹了。”

这事儿闹的，吓到人确实不对，于是，外交部在10月份做了一些澄清，原文如下：

彭博社记者：据《金融时报》报道，中国测试了高超音速导弹，外交部能否证实？

外交部发言人：据了解，此次试验是一次例行的航天器试验，用于验证航天器可重复使用技术。这对于降低航天器使用成本具有重要意义，可为人类和平利用太空提供便捷、廉价的往返方式，世界上有多家公司都开展了类似试验。航天器返回前分离的是航天器配套装置，将在陨落大气层的过程中烧毁解体，落于公海海域。中国将和世界各国一道，为和平利用空间、造福人类共同努力。

法新社记者：你刚才提到的导弹是针对《金融时报》的报道吗？

外交部发言人：我刚才说了，这不是导弹，而是一个航天器。

彭博社记者：航天器试验是何时进行的？是何种类型的航天器？

外交部发言人：据我了解是今年7月，这是一次航天器试验，用于验证航天器可重复使用技术。

路透社记者：《金融时报》的报道称这是高超音速导弹，你是说报道中提到的导弹应该是一个航天器，是吗？

外交部发言人：是的。

原先不澄清倒还好，这一澄清更加吓人了，容我来解读解读。几个关键词：

1，航天器上天了，然后又落地了。

2，落地前扔出了一个“配套装置”。

3，“配套装置”在下落过程中解体了，掉公海。

4，这事儿发生在2021年7月。

信息还不够，再看新闻再看报：

2021年7月16日，由中国航天科技集团一院研制的“亚轨道重复使用演示验证项目运载器”在酒泉卫星发射中心准时点火起飞，按照设定程序完成飞行后，平稳水平着陆于阿拉善右旗机场，首飞任务取得圆满成功。

发展重复使用天地往返航天运输技术是我国由航天大国迈向航天强国的重要标志，亚轨道重复使用运载器可作为升力式火箭动力重复使用航天运输系统的子级，是航天航空技术的高度融合体。该项目的圆满成功，为我国重复使用天地往返航天运输技术发展奠定了坚实基础，为实现领域创新发展和自主可控迈出了坚实的第一步。

关键词：

1，这事儿发生在2021年7月。

2，亚轨道，重复使用。

3，从酒泉起飞，在阿拉善右旗机场降落。

4，用火箭发射，在机场降落。

5，首飞。

亚轨道就是在大气层边缘飞行，注意，是在大气层边缘“飞行”，不是那种蹦起来就掉下去的亚轨道太空旅行，就好比你能蹦1米高，而我能在1米的高度向前飘，两者不是一回事。

凭啥确定是长距离飞行呢？酒泉在甘肃，阿拉善右旗在内蒙，两地相距不到300公里，中间可没有公海，这意味着航天器绕地球飞了一圈或更多，又或者，航天器飞到公海，释放“配套装置”后，又拐弯飞回来了。

似乎事情已经有眉目了，不过别急着下结论，再看新闻再看报。

外媒报道称，某某试射了一枚可搭载核弹头的高超音速滑翔飞行器，但和以往弹道导弹不同的是，它在飞向目标之前，先在近地轨道空间进行环绕地球飞行，随后再重返大气层，最终战斗部落在距标靶30多公里处。

该高超音速飞行器可能是由长二丙火箭送入轨道的，中国运载火箭技术研究院公布了长二丙火箭第77次和第79次发射，空缺了第78次发射的信息。

除了英国媒体，俄罗斯媒体和美国媒体也相继进行了报道和解读，都认为这款导弹在测试过程中已经完成了“环球飞行”，只是在最后阶段出了点问题，导弹没有命中预定目标，但是整体结果基本上达到了预期。

综合外媒和官方信息，估摸着是这么回事：

2021年7月酒泉用长征火箭发了一个在大气层边缘飞行的亚轨道航天器，这航天器飞到公海后，释放了一个“配套装置”。这次试验主要验证的是航天器亚轨道飞行，而不是“配套装置”，实际上，各大流氓对于扔“配套装置”这种事肯定很顺手了，验不验证关系不大，所以配套装置释放后就解体了，在外人看来像是与所谓的靶标差了几十公里。不过，为啥要扔个“配套装置”呢？我猜应该是释放乘客排泄物用的，这样设计很合理嘛，毕竟飞到美国要一个多小时呢，肯定要上厕所的。扔完后，航天器继续飞行，最终绕了地球一圈，到阿拉善右旗，以飞机姿态在跑道降落。

整个过程透露着浓浓的和平利用太空的味道，而且非常人性化，连排泄物都考虑在内了，扔哪里都安排好了，想扔公海就扔公海，不想扔公海估计就能不扔公海。

6

和平使者

关于高速飞行器，这是官方首次给出如此清晰的信息，尽管没有任何参数，但我看八成是利索了。往后要送客人去美国就方便了，可以向南从南极越过南美洲到美国，可以向西跨过欧洲大西洋到美国，可以向东直接飞越太平洋到美国，这当然有助于世界和平，非常符合外交部说的和平利用太空的大原则。

对了，咱一开始说的是啥来着？核威慑？斯普特尼克时刻？不至于不至于，四海之内皆兄弟！咱们折腾亚轨道飞行器是为人类和平利用太空提供便捷、廉价的往返方式，中国将和世界各国一道，为和平利用空间、造福人类共同努力。

你懂的。

天外流星：高速飞行器

原创 老和山下的小学僧 老和山下的小学僧 2019-03-14

先吐俩槽，以正俩视听。

第一槽献给美国科幻电影《地心引力》，故事大概如下：毛子击毁一颗废弃卫星，产生的碎片击毁了所有卫星和空间站，并弄死了炮灰男主角，女主角被迫流浪太空，然后辗转到了中国空间站，最终逃回地球，收获多项奥斯卡大奖。

本僧觉着，导演肯定以为太空和他家院子一样大，随便一跺脚，溅起的石子能把院子里所有蚊子给灭了，女主角从哈勃望远镜到国际空间站再到天宫空间站，像是在村里串门一样方便。

蹭下热点。《流浪地球》确有不少科学硬伤，较真的观众当然可以吐槽，这是科学问题。但在吐槽的同时，非要夸几句美国《星际穿越》《火星救援》《地心引力》科学严谨，那就是立场问题了。中美的电影工业、电影文化、甚至电影明星，差距颇大，下次吐槽记得选个好下手的地方哟。

蹭完热点，第二槽送给湾湾媒体，每次大陆航空母舰稍有进展，湾媒就一片呜呼哀哉，各种兵棋推演手忙脚乱。

来，咱也兵棋推演一下：在130公里宽的台湾海峡里，摆上3艘航母，然后是福建机场的战机趴窝看着航母上起飞的J15？还是福建起飞的战机先到航母歇个脚再飞去对岸？作战半径超过1000公里的战机，为啥要用航母才能飞越130公里的台湾海峡？

难道，是为了对付协防湾湾的美帝航母？谁规定对付航母一定要用航母了！岸上一堆飞机不用，非要用航母上的飞机？兔子玩命发展东风21东风26，你以为是玩呢？用航母斗航母，那是美帝天天烧香盼着的事儿，兔子决计不会作陪。

总结两点：第一，太空很大，比亚欧美非洲加起来还要大上万倍；第二，武器是用来打仗的，不是用来比赛的。要说超高速飞行器，离不开这两点。

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人类能飞多快

飞机速度为啥用“马赫”表示？马赫就是音速的意思，多少马赫就是多少倍音速。

在空气稀薄的万米高空，音速是295m/s，1马赫就是295m/s；在空气稠密的低空，音速是340m/s，1马赫就是340m/s；在没有空气的太空，声音无法传播，所以不能用马赫表示速度。

为啥算个速度要这么折腾？咱试着用几句话说明白：飞机会产生很大的声音；声音传播的本质是空气分子的振动波；声源速度等于声波速度，波峰波谷就会无限叠加；空气就被压缩，压力骤增；空气中的水蒸气被液化成小水滴，也就是白雾，并产生音爆；超音速的瞬间，飞行器像是撞到了一堵用高密度空气筑成的墙上，这种由声波导致空气压缩产生的阻力，学名激波阻力。

激波阻力骤增骤降，很考验飞行器的技术含量，而音速不是一个固定值，因此用马赫来表示大气层内飞行器的速度也就顺理成章了。

此外还有因空气摩擦产生的飞行阻力，这股力与空气密度成正比，与速度平方成正比，即，速度加一倍，阻力变四倍。

被这哥俩一闹腾，出大事了！如果全程都在稠密大气层内飞行，无论导弹还是飞机，超过5马赫就算半仙了！即便撑到了5马赫，也是拿油往发动机里灌出来的，持续5分钟就是真仙了！

5马赫，差不多是大气层内低空飞行器的极限，因此，用大气层内武器去拦截5马赫以上的机动目标，主要取决于祖坟是否冒青烟。

空气真不是个好东西！于是，人们就把主意打到了外太空。

2

太空，不是想飞就能飞

“太空没有重力，轻轻一推就能飞很远？”

大多小盆友一直认为太空没有重力，这让九年义务教育外加三年高中情何以堪！

太空只是没有空气而已，近地轨道的重力和地面差不了多少。失重不是失去重力的意思，而是指飞行器绕地球转圈产生的离心力与地球引力相等，这应该不难理解，我保证高中的你一定知道。

实际上，所谓的太空飞行，纯粹是靠惯性在天上飘着，路线都是死死的。眼下是不可能在太空实现自由翱翔的，因为这需要海量燃料，多到根本飞不起来。光是把飞行器加速到7.9km/s，几十吨燃料就没了，想在太空掉个头，就只能请佛祖帮忙了。

举个例子。在大气层内飞行，只要动动机翼，就能来个直角转弯。太空的直角拐弯怎么做呢？飞行器要开启反向发动机，把竖直方向的速度从7.9km/s降到0，与此同时开启横向发动机，把横向速度从0加速到7.9km/s。速度慢一点不行吗？当然可以，但是底下还得开个发动机托着，不然绕圈离心力不足以抵消地球引力，飞行器就会掉下来。

再把这中学知识给那些大学毕业生强调一遍：在太空是没法悬停的，你能做的只有飞速绕地球转圈，让离心力去抵消重力。

速度固然可以飙很快，可一旦想转弯或减速，你还是会怀念空气的。

3

鱼与熊掌兼得

对于飞行器来讲，赶路的时候最好没有空气，滞空或拐弯的时候最好有空气。妥了，只有大气层边缘才能这么玩，学名临近空间飞行器，简称临空飞行器，因为这货速度通常超过5马赫，所以也可以叫超高速飞行器。

这有啥好处呢？标题党老拿速度说事，这仅仅是速度的事儿吗？

超高速飞行很稀罕吗？洲际导弹几十马赫它骄傲了吗！临空飞行了不起吗？一枚低配版火箭就可以太空旅游了知道吗！无论按速度还是按高度算，高速飞行器拍马也追不上弹道导弹。

这肯定不妥，是哪里不对劲呢？

如果不懂点中段反导的常识，就不明白高速飞行器的意义。简单总结下前文《反导篇》的内容：

洲际导弹可以看成一门大号火炮，加速弹头就几分钟而已，剩下80%的时间，弹头是处于无动力滑行状态，最后靠自由落体砸向目标。

反导拦截弹也是一门大号火炮，同样无法在太空自由翱翔，到了太空也是靠惯性飘过去，末端轨道修正能力不会超过十公里。

如果不是提前约好地点，两门大炮想在太空相遇，这缘分怕是八辈子都修不来。所以，反导的前提是计算来袭弹头的轨道，能计算轨道的前提是弹头必须无动力滑行，这就是中段反导的基本原理。

弹头若是这么傻傻飘过去，被拦截的概率还是不小的，后来洲际导弹就动了很多脑筋，变轨啊、诱饵弹啊、制冷啊、铝箔干扰啊……总之，两者在中段飞行时的较量是非常激烈的。

可是，弹头一旦重返大气层，就基本无解了。大气层内的拦截弹撑死5马赫，十几马赫的弹头稍微拐个弯，拦截弹马上甩没影，几秒钟后，茶叶蛋就送家门口了。

有个疑问，拦截可以迎头碰撞，为啥还要比谁速度快？举个例子，来袭弹头10马赫，拦截弹4马赫，两者相距5公里，约1秒后相撞。此时弹头来个末端机动，横向移个十几米，你4马赫的小短腿跟得上不？

所以大气层内的防空主要针对低速目标，诸如飞机、巡航导弹之类，对付洲际导弹，和徒手接子弹的难度差不多。

看到这，能不能悟出点啥？如果弹头能够跨过中段飞行，直接进入末端，带着10马赫的淫威重返大气层，面对不到5马赫的拦截弹，此时响起的背景音乐肯定是：无敌是多么……多么寂寞……

4

新物种诞生

咱们用数字说得明白一点。

假设，在2000公里外、50公里高的大气层边缘，发现一架高速飞行器以10马赫速度飘过来，该怎么办？

首先，发射一颗足够射程的中段反导拦截弹！前面说了，中段反导是一门大号火炮，这家伙助推完成大约只飞出一两百公里，剩下的一千多公里靠惯性飘过去。拦截弹为了飙速度赶时间，也为了拦截瞬间的灵活性，不可能带很多燃料，因此变轨距离非常有限。

早些年，被誉为黑科技的美帝“标准3”中段反导拦截弹，末端变轨能力也才3千米出头，也就是说，这枚拦截弹飘到一千多公里外，与目标的偏差不能超过3千米。3千米啊，这点距离在太空算啥！高速飞行器的方向盘抖一抖，就能轻松甩开这3千米！

若中段拦截失败，等高速飞行器近了，再发射末端高空拦截弹，比如萨德！萨德从地面往上飞，不爬到几十公里高，速度是上不来的，而高速飞行器居高临下，两者极限速度又差不多，绕个圈，把萨德燃料耗完，事情也就了了。飞到目标区域后，以10马赫的速度丢下弹头，然后返航。

到最后弹头飞下来，用近防炮、密集阵拦截，只是图个心理安慰！这些玩意儿的射程大约2~3千米，对弹头来说，不到1秒就飞完了，何况，茶叶蛋一般在空中引爆，留给近防炮的时间不会超过0.5秒，肯定是指望不上的。哦，对了，近防炮的炮弹初速度一般在3马赫左右。

导弹的速度+飞机的机动性，无论是去扔炸药，还是送茶叶蛋，那画面，就比开着轰炸机回古代稍差些。也只有这般意义，才不枉我等吃瓜群众日思夜想呐！

黑鸟SR71，是史上最接近该场景的实例。

这货巡航速度超过3马赫，飞行高度20公里以上，甩开同时代的防空导弹如家常便饭，纵横天空三十载！“天下武功唯快不破”的最真实写照！

不过，开挂并不是一件轻松的事，即便是美帝。对于快如闪电的黑鸟来说，也遭了不少罪，拐弯拐得太急都容易散架，更别提复杂的战斗动作了。所以黑鸟只是一架直来直去的侦察机，威慑力大减！即便只是侦察，32架黑鸟虽无一被击落，但自个儿摔了12架，这比例直追三哥！

1989年4月，黑鸟在菲律宾海上空飞行时，左发压气机轴承卡死导致叶片爆炸而坠毁。再后来，3马赫没法包打天下，黑鸟便只能退役了。

5

难！难！难！

3马赫的黑鸟都摔成这样，就知道这事肯定不简单。高速飞行器作为一个新物种，没有三把刷子镇不住偌大的名头。

第一，超燃冲压发动机

想要飞的快，就得燃料倒的多，燃料一多，空气就不够烧了。

航空发动机的解决思路是装一台抽气机，个中原理前文说了很多。抽气机需要涡轮驱动，所以叫涡轮发动机。抽气机转太快是要散架的，卯足了劲抽的空气，最多只能供发动机飞到两三个马赫。

还能快点吗？

能！当速度超过3马赫，迎面吹来的空气就足够烧了，这就是冲压发动机的概念。悲剧的是，火焰燃烧是有传播速度的，如果风速太快，火焰传播速度追不上风速，就会被吹散。为此，超过3马赫的空气要降为亚音速才能进入发动机燃烧室，这一降速，塞进发动机的空气也就有了上限，导致飞行器速度快不过6马赫。这类在3-6马赫之间的发动机就叫亚燃冲压发动机。

还能更快点吗？

更快的速度意味着更多的空气，为了塞更多空气，只能任由超音速空气进入燃烧室，主角终于来了：超燃冲压发动机。核心就一句话：在超音速空气中实现点火并稳定燃烧，这需要巧妙的设计和优异的材料。

不算已故的老毛子，美帝在这块一骑绝尘。早在十多年前，X-43就实打实试飞了多次，速度几乎飙到了10马赫，不过每次只能持续10秒钟，让人有点绝望。后来美帝改玩6马赫的X-51，动力飞行达到了300秒，算是看到了一点实用的希望。

中国紧赶慢赶，2015年破了6马赫，美帝终于有伴了。2018年底，中国航天空气动力技术研究院实现了5毫秒内在3000m/s的空气中对氢燃料的点火，这俩参数是超燃冲压发动机突破10马赫的关键。当然，这只是在风中点火而已，不比人家美帝实打实的飞行试验。

对于超燃冲压发动机来说，6马赫只是门槛，10马赫也不是梦想，过了15马赫就比较乏力了，理论极限大约25马赫。

还能再快点吗？

再快就往航天上去了。航天发动机的解决思路是自带氧气，也就没空气啥事了，速度当然快，但行头无比庞大，掉头是不可能的，做的是有去无回的打算。这就是大伙熟悉的火箭发动机。

总结一下，涡轮发动机在3马赫以下混，亚燃冲压发动机在3-6马赫混，超燃冲压发动机在6马赫以上混。

冲压发动机是不能慢的，不然迎面吹来的空气不够烧，于是就有人想到了组合式发动机。前面提到的黑鸟，就是涡轮发动机和冲压发动机的组合发动机，几十年前的产物，哎，不得不服几十年前的美帝。

第二，热防护

稀薄的空气，阻力虽小，但也不利于飞行器散热，10马赫的飞行器表面达到上千度也不稀奇。黑鸟在飞行时，因热胀冷缩，机体会增长30厘米，而机内的零部件并不会跟着变长，光这一点，得带来多大麻烦！

不过，本僧对热防护技术没啥兴趣，找了一张高速飞行器的温度分布图，算交差了。

第三，气动外形

这得好好说道说道。

6

论外形的重要性

空气和水都属于流体，在流体中运动，外形的重要性，远超外形在恋爱中的重要性，这事归“流体力学”管。飞行控制和外形是一回事，都属于流体力学的范畴。

如果你指望用计算去对付流体力学，最终都会败在老师傅的经验下，正如你无论用什么技术折出两架纸飞机，都不可能扔出一模一样的飞行轨迹。

本僧斗胆放个妄言，在我看来，流体力学和中医颇有几分神似，因为流体力学的公式经常用到一个东西，叫“经验系数”，这非常符合咱们的传统习惯：我觉得这样差不多了。

中国在这方面的造诣可谓登峰造极，而钱学森更是堪称开挂级人物。当然，经验系数也是靠实验数据堆出来的，钱学森更不是掐指摇扇的算命先生。钱学森的贡献并不只是空气动力学，他的代表作是《工程控制论》，对中国整个工业化体系的建立意义非凡。

论贡献和不可替代性，在建国后的中国科学家里，钱学森算顶级中的顶级。另外，研究外形的钱学森的外形也是相当不错哟！

因为流体力学有大量的经验系数，所以需要积累大量经验，这主要靠两个手段，一是真刀真枪的飞行实验，二是风洞实验。

超高速的风洞实验，持续时间是用毫秒算的，获取的信息非常有限，没法和实际飞行相比，而飞行实验，烧的可不是油，而是钱。两者各有所长，各有所短。

美帝尽管风洞不弱，但人家当年仗着钱多，就想一步到位，直接玩飞行试验，没想到这钱烧的比油还快，没几年就收敛了不少。飞行实验获得的都是宝贵实测数据，可毕竟数量太少，经验不够就凑不出经验系数。

从漫天飞舞的消息看，美帝的玩法通常是装上发动机猛踩油门，直接飚速度，有点像黑鸟的升级版，然后到处喊着1小时全球打击。没办法，谁让人家发动机牛逼呢！

7

钱学森弹道与打水漂

太空飙车，省油比速度重要，速度过了10马赫就完全够用了，再快都是浪费，但航程永远不嫌多，要形成威慑力，少说也是几千公里起步。

如果像黑鸟那样，单纯靠冲压发动机的蛮力，推着飞行器在大气层边缘狂飙数千公里，来去自如，几乎是一件不可能的事。

摸着石头过河，不如摸着美帝过河，黑鸟的路线是走不通了。省油还得找窍门，窍门主要在外形，外形依然靠经验。

兔子因为当年穷，狠命发展风洞，一不小心把高速风洞玩到了独步武林，风洞实验还算省钱，所以积累了非常丰富的数据。于是，钱学森就开了一挂，说道，可以在大气层边缘走“助推-滑翔”弹道，也就是大伙熟知的“打水漂”。

原先一直以为这个比喻很形象，最近做了些功课，发现自己还是肤浅了。如果你知道了Sanger弹道，就会认为把钱学森弹道比喻成“冲浪”更合理，而“打水漂”这个比喻还是送给Sanger吧。

二战时，小胡子想炸美帝，于是德国人Sanger提出了一种前无古人的飞行器方案：飞行器重返大气层后，利用小型发动机和气动外形拐弯，再度飞出大气层，如此往复，以增加射程。后来这一方案被美帝缴获，然后被美国陆军航空兵上校钱学森看到了。钱学森认为只要热防护技术过关，飞行器完全可以在特定高度滑翔，根本不需要像Sanger弹道那么折腾，于是就提出了钱学森弹道。

钱学森弹道简单来说，就是把大气层看成水面，飞行器像冲浪一样在上面滑翔。对比弹道导弹，好处有三：其一，避免弹道被敌方计算；其二，大幅度提高航程；其三，可利用气动外形实施机动。

因为高速飞行器和茶叶蛋攀得上关系，保密级别你懂的，所以只能是据说。据说，美帝只会用蛮力飚速度，速度飚得比兔子快，而兔子已经可以开着冲压发动机去大气层边缘浪了，还据说，可能已经给型号了。

2015年9月某次国产机试飞结束后，官方用了这么一组描述：“该飞机剖面特殊、飞行方式独特、飞行速度高度远超史上所有试飞机型。”此事被认为是钱学森弹道已经应用的重要旁证。

从外媒捕风捉影的WU-14，到自家半遮半掩的东风26，还有大方示人的歼20运20，无不透露着兔子在气动外形领域的深厚功底，这可能是兔子为数不多的能稳稳压过美帝的主流技能了。

本僧虽常嘲笑阿三，调侃毛子，逗逗欧萌，但，从不看扁美帝。当年瑞典的鹰狮战机采用和歼20一样的鸭式布局，飞控和气动布局没过关，飞机直接拍地上，请美帝帮忙，美帝一出手就解决了问题。后来美帝觉得发动机才是王道，一直就没把气动当回事，如今就落了下风。若是兔子把钱学森弹道这条路趟出来了，美帝未必不能赶上来(当然，得是健健康康的美帝)。

8

经验算科学吗？

依惯例，文末要对基础科学感慨一番。

物理学家已经能把氢原子的状态用方程表示出来，称为状态方程，解出这个方程，就能得到氢原子的状态。

1个氢原子的状态方程，计算难度大约是课后习题的水平。

2个氢原子待一起相互影响，状态方程就复杂多了，非学霸无以解之。

3个氢原子的状态方程，值得成立个课题，研究如何精确解。

10个氢原子的状态方程，谁能精确解出来，诺贝尔奖也是能指望的。

100个氢原子的状态方程，任谁都得跪。

啥意思呢？哪怕只有100个氢原子组成的系统，人类也无法精确计算其状态。要知道，氢原子只有一个质子，是最简单的原子，如果再把氧原子也放进来，那连计算的念头都不会有。

所以，作为半导体领域基石的能带理论，更不可能算出硅磷硼原子之间的复杂关系，只是一个近似理论。而在空气动力学领域，连原子状态方程都没必要写了，直接靠实验攒经验。

还有，制备材料的分子动力学，救死扶伤的医药学，探究生命的生物学……

科学，有时候无奈得只能靠经验。