空气声阻小，固体声阻大，为何声速在固体中声速大？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-10-05 02:45 标签： 声速为什么在固体中最快

　　声学是物理学分支学科之一，是研究媒质中机械波的产生、传播、接收和效应的科学。下面小编为大家搜索整理了物理声学知识点总结，希望对大家有所帮助。

　　声音是由于物体的振动产生的。振动停止，物体就停止发声。

　　1、正在发声的物体叫做声源。

　　2、振动的气体、液体和固体都能发声。

　　1、声音传播的条件：声音的传播需要介质，声音不能在真空中传播。

　　2、声音能靠一切固体、液体、气体等物质作媒介传播出去，这些作为传播媒介的物质常简称为介质。

　　3、声以波的形式传播，我们把它叫做声波。

　　4、声波在传播过程中，介质本身并没有随波向前移动，声波可以传播信息和能量。

　　1、声速是指声音在每秒内传播的距离。

　　2、声速与介质的种类及温度有关。温度相同但介质不同时，声速一般不同；同种介质，温度越高，声速越大。

　　3、一般来说，声音在固体中的传播速度最快，在液体中较快，在气体中最慢。

　　4、熟记：声音在空气中传播速度为340m

对于美军而言，2021财年度的国防预算的申请无疑是最近一段时间的重中之重。虽然7054亿美元的国防部预算相比2020财年的7180亿美元只减少了126亿美元，相当于总预算规模的不到2%，但具体到各军种的各个项目，就是几家欢喜几家愁了，比如美国少数进度落后中俄的武器——高超声速武器。

 ▲ 虽然技术能力上中美俄是各有所长，实际型号上美国落后倒是没得争辩

按照最新的消息，美国空军刚刚决定砍掉其手头两个空射高超声速武器项目中的一个，以便集中资源尽快完成活下来的那个项目。而在“高超声速常规打击武器计划”（HCSW）和“空射快速反应武器”（ARRW）项目中，名称比较复杂，念起来也更加拗口的前者如今成了倒霉蛋。

这两个项目从时间上来说都属于启动不久的新项目。ARRW在2018年8月才正式由美国空军授出合同，交由洛克希德·马丁公司承包，合同价值4.8亿美元，计划在2021年11月30日之前完成项目的设计审查、测试和生产准备活动。其计划投入实用的第一个型号，便是计划在美军的各种战略轰炸机（B-52、B-1B、B-2以及未来的B-21）上装机使用，于2019年6月13日在B-52战略轰炸机翼下进行了挂载飞行试验的AGM-183A高超声速导弹。

▲ 挂飞可不是真打导弹，但是可以拍照，也就有了一点威慑意味

至于这次被砍掉的HCSW虽然开发历史比ARRW长一些，也是美国空军在2018年4月才授出给洛克希德·马丁公司的新合同，合同价值9.28亿美元，计划在2022到2023年之间将这款高超声速导弹达到可实用的状态。不过由于该弹至今没有公开露面，因此外界对该弹的具体情况知之甚少，甚至连该计划的目标是研制一款高超声速巡航导弹还是高超声速助推滑翔导弹都没达成一致，唯一可知的是该弹计划能够在美军的战斗机等战术飞机上携带。

▲ 如果这是个巡航导弹，那最后的样子很可能就是X-51这样

出现砍掉HCSW这种情况，对美国空军而言实属迫不得已——2020财年美国空军在高超声速武器原型研制中的投资有5.76亿美元，而2021财年这一金额下降到了3.82亿美元，削减了大约1/3。如此大量的经费减少确实没法让两个项目都继续推进，而考虑到要尽早把美国自己的高超声速武器送到美国大兵的手中，美军最后砍掉的那个HCSW项目是二者之中进度比较慢的产品。而剩下的ARRW项目，按照美军目前的计划，在2022财年就要形成早期作战能力。

▲ 毕竟俄罗斯的“匕首”飞来飞去很久了

之前施佬曾经介绍过高超声速武器目前大致的高、中、低三挡技术水平，而美国空军的HCSW和ARRW基本上就属于技术上比较典型的“高低搭配”：HCSW如果是一款巡航导弹，那就是是目前的高超声速武器中技术难度最高的一种，即使用吸气式超燃冲压发动机实现持续的高超声速飞行的一款巡航导弹，其优点在于机动范围大，命中精度高，且航路规划多样性强；如果是一款高超声速助推滑翔导弹，那么其技术水平可能类似东风-17，也可能和ARRW也就是AGM-183A一样，是一款在技术上相对简单，借助固体发动机达到高超声速，同时使用双锥体弹头获得高升阻比，并在一定范围内进行机动的空射弹道导弹。

▲ 按照外界的猜测，轰-6N机身下挂载的武器，很可能也是类似的

如此一看，砍掉HCSW而保留简单的ARRW的原因也就十分明白了：在预算遭到削减，而与中俄在高超声速武器领域竞争又十分激烈的情况下，美国还偏偏罕见地处于实用型号和产品暂时空白的落后位置。在这样的情况下，优先保障技术简单的产品研发，尽快将其交付部队投入战备值班，解决美国空军高超声速武器的“有无问题”。在这一点上，技术简单、安装平台宽松且进度更快的ARRW能活下来似乎并不意外。这有点像美国在1950年时因为战时舰队防空需要冻结了新型舰空导弹的研制，专注于已经成型的“小猎犬”的实用化一样，在某些特殊时期，实用的武器装备要比研制中更先进的武器来的更重要。

▲ 从对实用型武器的渴求，也能看出美军在这一领域受到的压力之大

根据挂飞试验的照片来看，有网上的估测认为AGM-183A的长度在6.5米左右，但在去年9月一张B-1B进行地面展示高超声速导弹的照片里，另一枚用于演示的导弹模型如果是AGM-183A，则其弹长不应该超过B-1B的后部弹舱尺寸，即在5.5米以内。相比另一款已经公开露面的空射高超声速武器——俄罗斯的“匕首”据推测7.2米的弹长要短不少，如果二者的技术水平相当，那么AGM-183A的射程可能还要短一些，
但考虑到美国战略轰炸机较大的弹舱，能够一次性携带更多的导弹，其作战的打击效果也许并不会比“匕首”太差。

▲ 按照外国军事分析人员的分析，AGM-183A的弹长有6.5米

▲ 但如果要塞进B-1B的后弹舱，其长度就得控制在5.5米以内

当然AGM-183A的尺寸对于战术飞机而言显然还是太大了，在美军看来，更加理想的高超声速武器不仅要能够广泛装备空海军的战术飞机，最好还能够装备到五代机的弹舱里去。当然这对于当代的技术而言，这样的高超声速武器暂时还有些难度，即使美军几款高超声速武器概念中比较小型化的版本也只能让战术飞机携带1-2发。

▲ 这个F-35C发射的高超声速导弹的研制方也是洛马，定位和HCSW相当接近

当然对美国而言，使用超燃冲压发动机的高超声速导弹项目也不止HCSW，美国先进技术局也同时要求洛克希德·马丁和雷神两家公司研制供战术飞机使用的吸气式高超声速武器方案（HAWC），虽然这款已经完成概念设计、制造了样弹模型的导弹已经进入了攻坚阶段，但从去年透露出的消息看，至少雷神公司的产品在最核心的发动机技术上遇到了困难，无法在2020年底之前进入到飞行试验状态。对洛马而言，HCSW如果是一款滑翔导弹，那么其整体技术并不会和ARRW有太多的区别，合同终止对其技术探索损失不大，而如果HCSW是一款巡航导弹，那么即使该弹被叫停，在有HAWC项目保底的情况下，洛马的超燃冲压发动机技术也不会中止。

▲ 总之对大国而言，各种技术都得来一下，是肯定不会错的

不过HCWS被砍的确反映了另一个问题，那就是美军现在同时上马的高超音速导弹项目太多了，算上HCSW，美军至少有6个不同的此类武器计划，颇有点“一窝蜂”的感觉，这些项目最终有几个能够修成正果，无疑对美国眼下在高超声速武器领域的竞争有着至关重要的影响。

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