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2018年度國(guó)外高超聲速飛行器發(fā)展動(dòng)向盤點(diǎn)

2018年,國(guó)外高超聲速飛行器發(fā)展呈現(xiàn)出“加速轉(zhuǎn)化”和“加速分化”的總體態(tài)勢(shì)。一方面,高超聲速導(dǎo)彈加速?gòu)念A(yù)研向型號(hào)轉(zhuǎn)化;另一方面,各個(gè)國(guó)家的發(fā)展程度和高超三大分支方向的發(fā)展力度出現(xiàn)分化。

在高超聲速導(dǎo)彈方向,全球首型高超聲速導(dǎo)彈“匕首”進(jìn)入戰(zhàn)斗值班,美俄同步啟動(dòng)了多型高超聲速助推滑翔導(dǎo)彈的型號(hào)研制,加速形成導(dǎo)彈裝備;同時(shí)各國(guó)進(jìn)展程度和技術(shù)水平加速分化,美俄已經(jīng)進(jìn)入型號(hào)研制階段,導(dǎo)彈射程可達(dá)上萬(wàn)千米,而日法等國(guó)才剛開始啟動(dòng)技術(shù)研究,已落后10年以上,且射程僅數(shù)百千米,而前幾年聲勢(shì)不小的印度在2018年甚至沒有任何公開進(jìn)展。在高超聲速飛機(jī)方向,總體呈現(xiàn)出加速發(fā)展的趨勢(shì),繼洛馬公司之后,波音公司連續(xù)公布軍用和民用高超聲速飛機(jī)概念方案及研制計(jì)劃,DARPA高超聲速飛機(jī)用TBCC發(fā)動(dòng)機(jī)地面驗(yàn)證取得重要進(jìn)展,堅(jiān)定不移推動(dòng)基于TBCC動(dòng)力的高超聲速飛機(jī)技術(shù)發(fā)展;歐洲等國(guó)持續(xù)推進(jìn)民用高超飛機(jī)技術(shù)發(fā)展。在可重復(fù)使用航天運(yùn)載飛行器方向,或許是受到了民營(yíng)商用航天,特別是可重復(fù)使用運(yùn)載火箭迅猛發(fā)展的影響,該方向發(fā)展力度有所減弱,美俄仍在繼續(xù)推動(dòng)基于純火箭動(dòng)力的可重復(fù)使用航天運(yùn)載飛行器技術(shù)研發(fā)和驗(yàn)證,而在基于吸氣式動(dòng)力、水平起降的技術(shù)路線則進(jìn)展寥寥,鮮見報(bào)道。

一、美國(guó)

1.基于兩套助推滑翔方案,快速系統(tǒng)推進(jìn)高超聲速導(dǎo)彈演示驗(yàn)證和型號(hào)研制

2018年,根據(jù)多份政府報(bào)告、項(xiàng)目合同、權(quán)威媒體報(bào)道等信息,美軍高超聲速導(dǎo)彈發(fā)展思路已基本明確:一是基于圓錐體構(gòu)型滑翔飛行器方案,開展三型導(dǎo)彈的型號(hào)研制。2018年,在美國(guó)防部的統(tǒng)籌部署下,美陸海空三軍達(dá)成合作協(xié)議,以“先進(jìn)高超聲速武器”(AHW)項(xiàng)目驗(yàn)證的圓錐體構(gòu)型高超聲速滑翔飛行器方案為基礎(chǔ),依托“遠(yuǎn)程高超聲速武器”(LRHW)項(xiàng)目、“常規(guī)快速打擊”(CPS)項(xiàng)目“高超聲速常規(guī)打擊武器”(HCSW)項(xiàng)目,分別開展陸射型、潛射型和空射型高超聲速助推滑翔導(dǎo)彈的型號(hào)研制,并計(jì)劃在2022年前形成早期作戰(zhàn)能力。二是基于楔形構(gòu)型滑翔飛行器方案,開展三型導(dǎo)彈的演示驗(yàn)證或型號(hào)研制。以原“高超聲速技術(shù)驗(yàn)證飛行器-2”(HTV-2)項(xiàng)目研發(fā)的楔形構(gòu)型高超聲速滑翔飛行器方案為基礎(chǔ),美軍依托“戰(zhàn)術(shù)助推滑翔”(TBG、“空射快速響應(yīng)武器ARRW“作戰(zhàn)火力”(OpFires等項(xiàng)目,正在分別開展空射/艦射型助推滑翔導(dǎo)彈演示驗(yàn)證、空射型助推滑翔導(dǎo)彈型號(hào)研制以及陸射型助推滑翔導(dǎo)彈演示驗(yàn)證,并計(jì)劃在2019-2020年前后完成飛行試驗(yàn)和形成早期作戰(zhàn)能力。此外,美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)仍依托“高超聲速吸氣式武器概念”(HAWC)項(xiàng)目繼續(xù)推動(dòng)空射型和艦射型高超聲速巡航導(dǎo)彈技術(shù)驗(yàn)證,但投資強(qiáng)度大幅下降。

AHW項(xiàng)目圓錐體滑翔彈頭和HTV-2項(xiàng)目楔形滑翔彈頭的想象圖(美國(guó)桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和DARPA圖片)

2聚焦馬赫數(shù)5級(jí)高超聲速飛機(jī),公布軍民用飛機(jī)概念方案并穩(wěn)步推動(dòng)技術(shù)攻關(guān)

2018年1月和6月,在DARPA和美空軍研究實(shí)驗(yàn)室的部分資助下,美國(guó)波音公司連續(xù)公布了馬赫數(shù)5級(jí)的軍用和民用高超聲速飛機(jī)概念方案。兩個(gè)方案均采用渦輪基沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)(TBCC)作為動(dòng)力。以此為牽引,波音公司正在開展一型高超聲速飛機(jī)驗(yàn)證機(jī)的研究工作,該驗(yàn)證機(jī)可用來驗(yàn)證軍用和民用高超聲速飛機(jī)相關(guān)的機(jī)體、系統(tǒng)和推進(jìn)等關(guān)鍵技術(shù),如經(jīng)費(fèi)支持充分,預(yù)計(jì)最早可在2023或2024年實(shí)現(xiàn)首飛,軍機(jī)可在2030年前形成裝備,民機(jī)可在2030年代末投入運(yùn)營(yíng)。與此同時(shí),瞄準(zhǔn)完成高超聲速飛機(jī)用TBCC發(fā)動(dòng)機(jī)地面集成驗(yàn)證的DARPA先進(jìn)全狀態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)”AFRE)項(xiàng)目在2018年大幅增加了項(xiàng)目經(jīng)費(fèi),總預(yù)算由最初0.65億美元增加到1.02億美元以上。在AFRE項(xiàng)目的主要資助下,美國(guó)洛克達(dá)因公司成功完成了一型新型亞燃/超燃雙模態(tài)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的自由射流試驗(yàn),為后續(xù)開展TBCC地面集成驗(yàn)證奠定了基礎(chǔ)。

波音公司公布的馬赫數(shù)5級(jí)高超聲速軍用(左)和民用(右)飛機(jī)概念方案(波音公司圖片)

3.瞄準(zhǔn)純火箭動(dòng)力的可重復(fù)使用航天運(yùn)載飛行器,完成了火箭發(fā)動(dòng)機(jī)熱試車

在美國(guó)政府投資最大的可重復(fù)使用航天運(yùn)載飛行器在研項(xiàng)目——DARPA“實(shí)驗(yàn)性太空飛機(jī)”(XSP)項(xiàng)目的支持下,波音公司“鬼怪快車”團(tuán)隊(duì)在2018年完成了大型氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)AR-22的熱試車考核試驗(yàn)(10天內(nèi)10次點(diǎn)火試車),并開始啟動(dòng)大型低溫油箱等大部件的制造工作,預(yù)計(jì)該飛行器將在2021年開始進(jìn)行飛行試驗(yàn),比最初計(jì)劃的2020年有所推遲。

波音公司“鬼怪快車”概念方案(垂直起飛、水平降落)想象圖(波音公司圖片)

4.圍繞高超聲速飛行試驗(yàn)?zāi)芰ㄔO(shè),軍地聯(lián)合推動(dòng)高超聲速飛行試驗(yàn)平臺(tái)研發(fā)工作

2018年10月,美空軍宣布將編號(hào)X-60A授予美國(guó)時(shí)代軌道發(fā)射服務(wù)公司GO發(fā)射者一號(hào)”(GO1)高超聲速飛行試驗(yàn)平臺(tái),并明確X-60A將用于低成本、大規(guī)模地開展超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)、高溫材料和自主控制等一系列高超聲速技術(shù)的飛行試驗(yàn),推動(dòng)美軍現(xiàn)有高超聲速武器快速原型化和未來高超聲速飛機(jī)、可重復(fù)使用航天運(yùn)載飛行器的發(fā)展。X-60A可提供高度15.4~37千米、馬赫數(shù)3-8、最大動(dòng)壓1.4個(gè)大氣壓范圍內(nèi)的真實(shí)飛行環(huán)境,已于2018年完成發(fā)動(dòng)機(jī)全尺寸樣機(jī)的首次熱試車,計(jì)劃在2019年完成首次飛行試驗(yàn)。此外,美國(guó)平流層發(fā)射系統(tǒng)公司在9月份也公布了兩型高超聲速飛行試驗(yàn)平臺(tái)的概念方案與研制計(jì)劃,并明確將用于支撐軍方和政府各類高超聲速技術(shù)科研項(xiàng)目。

美空軍201810月在官方網(wǎng)站公布的X-60A構(gòu)想圖(美空軍圖片)

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