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HGV|( 二 )


与HGV相比 ， HCM的射程更大 ， 弹道更难探测 。 HGV的能量全部来自于助推级的火箭发动机 。 自带氧化剂的火箭发动机在重量上比可以从空气中吸取氧气的喷气发动机总是吃亏的 。 以煤油-液氧火箭为例 ， 理想燃烧的空燃比为15：1 。 也就是说 ， 每一公斤航空煤油需要15公斤氧气才能完全燃烧 。 用液氧可以节约体积 ， 但重量还是一样的 。 如果氧气可以来自空气 ， 在理论上 ， 这15公斤的液氧重量就全部可以转用于煤油 ， 射程的增加不言而喻 。
喷气发动机更长的工作时间也意味着可以有更长的加速时间 ， 可以用较低的初始能量达到同样的最高速度 ， 并在最高速度上维持更长的时间 。 喷气发动机更大的能量也意味着容许更大的机动性 ， 因为机动是要消耗能量的 。 与HGV只能做相对简单的横向机动不同 ， HCM可以做更加复杂的机动 ， 甚至迂回攻击 。
HCM的助推器只要加速到超燃冲压的点火速度就可以了 ， 因此对助推器的要求大大降低 ， 有助于降低助推器的体积和重量 。 较小的助推器意味着较小的发射时热特征 ， 而超燃冲压本身的热特征远远小于火箭发动机 ， 这意味着HCM实际上不可能由天基探测捕获 ， 进一步提高抗早期预警的能力 。 高超音速导弹本来就拦截困难 ， 无预警拦截就几乎不可能了 。 如果说HGV还有可能知道大祸即将临头 ， HCM就是死都不知道怎么死的了 。
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与弹道导弹相比 ，HGV的弹道要飘忽得多
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但HCM的弹道更加低平 ， 更难探测 ， 也可达到更高的射程和机动性
HCM是终极高超音速武器 。 美国曾经想一步到位 ， 直接发展HCM ， 但卡在动力问题上 。 X-51虽然达到210秒 ， 但这是高度优化的实验条件 ， 而且工作时间太短 ， 离实用化还有巨大的距离 。 在美国“先放一放”的时候 ， 中国悄悄赶上来了 ， 而且一下子在两个关键技术上取得突破 。
在各种已知的航空动力中 ， 火箭发动机的工作时间太短 ， 常规涡轮类喷气发动机难以突破M2.5以上的速度 ， 常规的亚燃冲压也很难突破M4 ， 因为阻力的增加已经快于推力的增加了 。 只有超燃冲压能用于HCM 。 这也是冲压发动机 ， 属于喷气发动机 ， 但没有常规涡轮类喷气发动机的涡轮机械 。 超燃冲压在外观上就是一截空心筒子 ， 但这空心筒子大有讲究 。
与亚燃冲压相比 ， 超燃冲压的进气压缩、燃烧和形成推力都是在超音速条件下进行的 。 与亚燃冲压需要把进气降低到亚音速、然后把燃气加速到超音速相比 ， 大大降低了阻力 。 但在超音速条件下 ， 不仅燃烧难以稳定 ， 还有高温问题 ， 很容易超过结构材料的耐温极限 。 范学军团队的主要贡献在于热端部件主动冷却技术 。
以燃烧为原动力的发动机通常都有某种冷却 。 汽车发动机基本上采用液冷 ， 循环的冷却液从发动机带走热量 ， 然后把热量通过散热器向空气中散发；喷气发动机主要依靠空气流动和燃气喷出带走热量 。 但主动冷却在发动机热端部件（对超燃冲压来说 ， 就是燃烧室和喷嘴）表面下遍布毛细管 ， 通入碳氢燃料 ， 在流动中带走热量 ， 降低表面温度 。 碳氢燃料吸热升温后 ， 实际温度超过点燃温度 ， 但由于无氧环境而只是升温 ， 并不燃烧 。 但碳氢燃料注入燃烧室的时候 ， 一方面自然地降压气化 ， 另一方面与进气中的氧混合并自然燃烧 ， 比通常的点燃更加高效可靠 。
碳氢燃料是燃油的高级形式 ， 进一步的话可容易地转变为液氢 ， 吸热和燃烧效率更高 。 但液氢的制备和储存比碳氢燃料要复杂 ， 常温常压下的稳定性也不如碳氢燃料 。 范学军团队用的是成本更低、稳定性更好的碳氢燃料 。


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