[原创]日本高超声速纸飞机与反导计划

周华

[这个贴子最后由webmaster在 2008/05/04 04:48pm 第 1 次编辑]

[watermark]“奇思妙想”论坛开放很长时间了，发个帖子增加点人气：
今年1月份国内主要网站都报道了日本科学家准备用纸飞机做高超声速试验的事情，下面是新浪网的一个报道：
http://tech.sina.com.cn/d/2008-03-28/07392105970.shtml
这种纸飞机的特点是：
1、用蔗糖纤维制成，并在表面有特殊涂层；
2、可以在7马赫、230摄氏度下飞行至少12秒（风洞试验结果）；
3、低雷达反射目标；
4、没有热防护和动力装置；
5、由于自由滑翔，因此不易控制飞行轨迹。
日本JAXA准备每年向这个项目投资30万美元进行开发。这个项目的初衷据说是为了“研究新的再入飞行方式”。想想也是完全可能的，航天器为了保持绕地球轨道飞行，其飞行速度必须达到第一宇宙速度，在重返大气层时，其初始速度就是第一宇宙速度，即7km/s。虽然在稀薄大气层中飞行器的速度会大大降低，但是在进入稠密大气层时仍然会发生严重的高超声速热物理化学现象，包括“黑障”、热烧蚀等问题均在这个阶段发生。为此国外曾提出多种重返大气层的飞行方式，包括飘落式飞行等等。因此，日本提出用纸飞机研究重返大气层似乎也是合情合理。
但是，也存在另一种可能，这也是我想提出供大家探讨的问题，即日本可能利用纸飞机的上述特点开发反制高超声速导弹的反导系统。我们知道美国目前正在大力研发可以在一小时内到达全球任何地点的高超声速导弹系统，以此实现不在海外设置基地的全球打击方案。这种系统的核心就是类似X-51的高超声速导弹，通过高超声速飞行X-51可以在一小时内打击地球上任何一个点上的敌对目标（X-43可以在2小时内做到这一点）。熟悉航空的网友肯定还知道飞机的“鸟撞问题”，即一架庞大的飞机可以被一只小小的飞鸟撞毁。于是，我们可以想象，如果美国的高超声速导弹遇上日本从太空洒落的纸飞机时是何种情形？没错，一定也会发生“鸟撞”。纸飞机的质量虽然很低，但是高超声速飞行器与纸飞机之间巨大的速度差，也足以让纸飞机变成可以摧毁导弹的“武器”。
记得在二战时期，英国曾经在英伦三岛上空布设带爆炸物的气球的方式进行防空，防范纳粹空军的空中入侵。因此完全可以设想这样一种场景：美国针对日本某个设施发动定点清楚式打击，使用的武器就是X-51式的高超声速导弹。日本通过卫星、地面雷达等预警系统侦测发现来袭导弹，并预测出其大致的飞行轨迹，然后利用飞机、高空火箭等运载器将“纸飞机”，或其它轻质弹丸、飞行物大量抛洒到指定空域，美国高超声速导弹在经过这个空域时由于很难探测发现这些“纸飞机”（低雷达特征），也很难进行规避（高超声速飞行器的弱点＋纸飞机不规则的飞行方式），因此将被纸飞机拦截并撞毁。
“纸飞机”作为反导武器的好处是：
1、质量轻，因此可以用功率较小的火箭运载到高空；
2、抛洒过程中，无论使用炸药还是弹射装置，其抛洒半径都大大增加（作用力相同条件下，质量越小抛洒距离越远）；
3、低雷达特征，不易被机载雷达和卫星发现；
4、长时间漂浮在空中，降落速度相对缓慢，增强空中拦截效果；
5、落地后不会对地面目标造成破坏，因此可以任意发射，而不必刻意选择空域，避免对己方目标的破坏；
6、成本很低，不论纸飞机的造价还是运载工具都相对低廉，因此便于大量布设。
跟一个朋友讨论上述设想，他提出如下反驳意见：
1、质量轻意味着体积大，因此同样体积的运载工具可运送的“纸弹丸”数量较少；
2、“纸弹丸”虽然自身面积较大，但是实际拦截效果不一定好，比如改用同等质量的金属弹丸，虽然弹丸质量小、自身横截面积小，但空间分布密度相同，拦截概率也一样；
3、金属弹丸虽然下降速度较快，但是在稀薄大气层中（20公里以上），空气对纸飞机的滞留作用同样很小，因此“纸飞机”在留空时间上的优势也不明显。
究竟日本有没有可能用“纸飞机”拦截美国高超声速导弹，见仁见智，可供大家消遣，也算是我们提出的一个“奇思妙想”，能起到抛砖引玉的作用就再好不过了。[/watermark]

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感觉它的主要特点还是用来辅助设计太空飞行器的形状，不明白真正意义的放入太空有何意义，因为折纸是种测试结构抗性很方便的办法，以前就听过日本用折纸 使 普通的一张纸能树立起来能承受很大的重量。想象一张纸涂上特殊的涂层能承受7马赫、230摄氏度，那如果是金属或陶瓷啥的，不就更不得了了。

用“纸飞机”拦截美国高超声速导弹 感觉不是很现实，“纸飞机”太轻了，对于导弹那种低阻力设计，前部的气流会不会把它瞬间吹飞或由于强压力直接烧毁呢。貌似“鸟撞问题”一般都发生在发动机上，很少是机头撞了。
还不如在一个预定空间内散播高密的磁性金属粉尘，直接把弹头引爆，呵呵