今年，中國亮相全球首款承波體高超音速武器，它利用彈道飛彈的火箭發動機助推加速到高超聲速，然後在大氣層邊緣飛行的中遠距離滑翔飛行器，從而用於中遠程快速打擊。

它的末端速度最快可以達到20馬赫，也就是每秒6806米每秒，第一島鏈最遠只有1800千米，只需要4分鐘的時間就可以到達，這樣恐怖的速度任何防空都沒有反應的時間。

很多人問，其他國家有沒有可能掌握高超音速武器，美俄曾經多次實驗高超音速武器，均未成功，2014年，美國陸軍測試的高超音速武器出現故障，在發射4秒後就爆炸摧毀。

而據合眾國際社10月15日報道，美國預計將在2023年前部署遠程高超音速武器系統。

這最起碼整整落後了中國最少4年。

目前，中國所掌握的三項核心科技是三代科學家花費60年努力做出來的成果，其他國家短時間內根本還難以在這些技術上取得突破。

郭永懷、俞鴻儒、姜宗林：徒孫三代60年助力高超音速武器研發

「兩彈一星元勛」郭永懷和錢學森兩個人被譽為中國科學界的黃金搭檔，兩個人師出同門，都是全球有名的空氣動力學家。

郭永懷在讀博士期間，郭永懷進行當時空氣動力學的前沿問題——跨聲速流下連續解的研究，他著重對跨聲速理論與粘性流動進行了深入的研究，先後發表了《可壓縮無旋亞聲速和超聲速混合型流動和上臨界馬赫數》（與錢學森合作）《關於中等雷諾數下不可壓縮粘性流體繞平板的流動》《弱激波從沿平板的邊界層的反射》等重要文章，解決了跨聲速流動中的重大理論問題。與此同時，為了解決邊界層的奇異性，他改進了龐加萊、萊特希爾的變形參數和變形坐標法，發展了奇異攝動理論。

1957年，剛剛回國的郭永懷在《現代空氣動力學問題》的報告中，就著重指出高超聲速空氣動力學應該是我國隨後一個時期的重點研究方向。而這一倡議讓祖國在高超音速武器的研究上領先全世界！

當時，受限於環境與條件，郭永懷沒有辦法立即將這想法付諸行動。但是他和錢學森極力倡導在國內開展高速、超高速空氣動力學、電磁流體力學和爆炸力學等新興學科的研究。為了將這些領域的研究鋪開，他在北京組織了高超聲速討論班，研究探討了許多前沿領域的重大課題，對我國高速飛行器的研究有著重要的指導意義。

要想發展高超音速武器，那就必須要建風洞，風洞指的是風洞實驗室,是以人工的方式產生並且控制氣流,用來模擬飛行器或實體周圍氣體的流動情況，並可量度氣流對實體的作用效果以及觀察物理現象的一種管道狀實驗設備。

風洞實驗是飛行器研製工作中的一個不可缺少的組成部分。所有飛機、飛彈、飛船等航空航天飛行器必須經過風洞實驗。風洞中的氣流需要有不同的流速和不同的密度，甚至不同的溫度，才能模擬各種飛行器的真實飛行狀態。

根據著名科學家錢學森、郭永懷的構想，我國於1965年在四川組建了高速空氣動力研究機構，1968年，郭永懷在此基礎上又領導組建了中國空氣動力研究與發展中心，下設計算空氣動力學研究所、低速空氣動力學研究所、高速空氣動力學研究所、超高速空氣動力學研究所、設備設計與測試技術研究所五大中心研究所。40多年來，中國空氣動力研究與發展中心建造了數十座高質量的風洞，其規模堪稱亞洲之最。

而郭永懷更是把自己的希望寄托在了學生的手上，郭永懷給自己的學生俞鴻儒指定了研究方向——發展激波管技術，研製激波風洞。激波管是產生激波和利用激波壓縮實驗氣體，以模擬所要求工作條件的一種裝置。

在郭永懷犧牲之後，俞鴻儒決心要完成老師遺願，在經過了長達50年的努力之後，俞鴻儒和自己的接班人姜宗林成功打造了全球可復現飛行條件的高超聲速風洞——JF12高超聲速復現風洞。

JF12高超聲速復現風洞採用了俞鴻儒全球獨創的反向爆轟驅動技術。目前全世界激波管強驅動方式共有三種：重活塞驅動、加熱輕氣體驅動以及俞鴻儒的爆轟驅動。

JF12高超聲速復現風洞可復現25—40公里高空、5到9倍聲速的高超聲速飛行條件，JF12復現風洞有效實驗時間達到130ms，是美國的4倍。復現風洞理論和技術解決了困擾高超聲速地面試驗六十年的世界難題，實現了風洞試驗狀態從流動「模擬」到「復現」的跨越，JF12激波風洞的誕生也讓高超音速武器的研製成為了可能。

可以說，沒有高超聲速復現風洞，高超音速武器的研製只能說做夢！另外，央視曾經報道過，很多款新型高超音速飛行器模型都在JF12風洞「吹過風」，我們可以想像一下裡面會有什麼武器！

錢學森彈道

1943年還在美國加州理工大學古根海姆航空實驗室的錢學森跟他的兩個同學一起，在起草的一份火箭噴氣推進實驗計劃中構建了一種設想。基本原理就是讓彈頭在「臨近空間」（距地面20—100km）進行增程滑翔，然後再進入稠密大氣。為什麼彈頭會在這個高度滑翔而不是「一頭栽下來」呢？因為在「臨近空間」存在著較為稀薄的大氣，當高速物體由真空進入密度介質時，會產生反壓，所以，「錢學森彈道」又被稱為「助推滑翔彈道」。

錢學森彈道的精髓在於是利用火箭為動力把飛行器發射入高空，突破大氣層，然後飛行器從太空再度返回大氣層，當角度合適的時候，飛行器會如同瓦片在水面上打水漂一樣被彈起，然後再落下，通過這樣一系列的彈起——落下的運動軌跡，飛行器就能夠以高速抵達目標。這也被稱為助推-滑翔式彈道，即半彈道式再入太空飛行器或升力體式太空飛行器的再入彈道的基本設計思想。

，在錢學森彈道提出了幾十年的時間裡，很多國家都想百分百地消化這份錢學森留下來的遺產，美俄等強國紛紛推出新概念飛航飛彈方案，很多都基於錢學森彈道。

錢學森彈道在高超音速武器裡面發揮了什麼樣的作用呢？

通常，一個物體拋起來再落下，軌跡是個拋物線，大多數飛彈的路徑也是這樣，但錢學森彈道利用了高層大氣的「彈性」，獲得了一種打水漂似地路徑。東風17發射後會以很高的角度快速衝出大氣層，在重新返回大氣層時會以很低的角度斜擦大氣層的「頂面」。就像貼著水面擦過的光滑石子被水面彈起來，飛彈強烈擠壓下方的大氣，也一樣會被大氣彈起來，並且在這個過程中保持極高的速度。

那麼這樣做有什麼用呢？利用高層稀薄大氣的空氣滑翔下來，會讓軌道變得非常複雜，難以預判，這也是它最為恐怖的地方，變化莫測的彈道軌跡讓現役反導系統束手無策。

再加上它的末端速度最快可以達到20馬赫，就算是一個鐵塊，如此高的速度，硬砸都能把航母砸沉，而且航母還沒有辦法進行攔截，因為太快了，中間還會變軌，除非美國的反導系統會讀心術，知道它在想什麼！

高潮音速武器所需要的熱防材料

相比於亞聲速、中低超聲速飛行器，高超聲速飛行器飛行高度可達到離地面20~100km的大氣層空間，飛行速度是高於5倍音速，即5馬赫（MH）（6000km/h），長時間飛行執行任務，會面臨十分苛刻的熱環境。

要知道，飛行器在以超過 5 倍聲速的速度飛行時會產生高溫，由氣動加熱顯著，其前端關鍵結構部件表面產生2000至3000攝氏度高溫，承受強表面氧化和高動壓高過載衝擊，高溫不僅引起結構熱應力，降低材料力學性能，還可能導致材料出現熔化、升華、氧化燒蝕等破壞，傳統的金屬材料難以滿足使用要求。

另外，高超音速飛行器還需要滿足長時間、反覆使用的需求，對所選用材料的高溫強度性能要求更嚴格，所以高超聲速飛行器的熱防護系統必須同時具備耐高溫、強度高、韌性好、質量輕和環境穩定性好等特點，結構材料兼有熱防護與承載的雙重作用。

而在高超音速飛行器的材料問題上，范景蓮更是在全世界創新性地提出了微納復合的概念。

把「金屬+陶瓷」形成復合材料在國際上都還沒有人進行嘗試。

范景蓮教授：咱們的常識要成為社會、國家的財富,為咱們的國家服務,占據一個世界領先的位置。

因為這兩樣一個是有機材料，一個是無機材料；一個導電導熱，一個不導電導熱；一個可延展，一個沒有延展性，可謂根本沒有「復合」的基礎。

在經歷了重重困難之後，她的團隊終於研製出「輕質難熔金屬基復合材料」，高溫強度提高5倍以上、密度降低一半，這種微納復合輕質難熔金屬基復合材料實現了難熔金屬高溫強韌、輕量化和抗燒蝕一體化設計，其高溫強度比現有超高溫難熔金屬提高5倍以上，密度降低1/2;經風洞和發動機反覆考核，材料無破壞、近零燒蝕，可實現空氣中超高溫環境下的長時間抗燒蝕、抗沖刷、抗高過載衝擊。

范景蓮稱，這款材料就像水泥和鵝卵石的搭配，鵝卵石就相當於陶瓷顆粒，水泥就相當於難熔金屬，在高溫下顆粒將難熔金屬固定下來。

2014年，范景蓮帶著一批一直從事新材料研究的博士、碩士、工程人員，在寧鄉高新區管委會的扶持下創建長沙微納坤宸新材料有限公司，2017年將「輕質難熔金屬基復合材料」實現批量生產，完成3大類產品的軍工鑑定與定型，

范景蓮的輕質難熔金屬基復合材料經過實驗，能經受3000℃以上的高溫，可以滿足我國超高音速飛行器在大氣層內以5到20倍音速飛行數小時的苛刻要求。

2019年，范景蓮的企業已經成為航空航天、國防軍工和兵器船舶領域多個型號產品的唯一供應商。范景蓮的成果不僅將被運用於高超音速飛行器上。

如今還被拓展應用於空空飛彈、空地飛彈的高能固體火箭發動機，滿足了火箭發動機在大推力、高動壓、耐3000℃以上的強的抗沖刷、抗衝擊和抗燒蝕性能要求，成為多項國家重大高新工程和型號的關鍵高溫部件唯一材料，為大幅提高我軍戰鬥力做出了突出貢獻。

可以說，DF-17的誕生是中國一大批優秀科學家花費了整整60多年，耗費了無數心血付出才最終誕生，可以說，中國掌握的這三項核心技術，讓中國在高超音速武器領域一騎絕塵，即使美國最終在這些領域取得突破，到時候中國也已經擁有更為先進的高超音速武器。

讓我們一起向這些默默奉獻的科學家致敬，正是他們的努力，才讓中國可以傲立東方，再也不懼任何人的侵虐打擊。讓中國人民可以過上幸福穩定的生活。