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2018年度国外高超声速飞行器发展动向盘点

导读: 2018年,国外高超声速飞行器发展呈现出“加速转化”和“加速分化”的总体态势。一方面,高超声速导弹加速从预研向型号转化;另一方面,各个国家的发展程度和高超三大分支方向的发展力度出现分化。

2018年,国外高超声速飞行器发展呈现出“加速转化”和“加速分化”的总体态势。一方面,高超声速导弹加速从预研向型号转化;另一方面,各个国家的发展程度和高超三大分支方向的发展力度出现分化。

在高超声速导弹方向,全球首型高超声速导弹“匕首”进入战斗值班,美俄同步启动了多型高超声速助推滑翔导弹的型号研制,加速形成导弹装备;同时各国进展程度和技术水平加速分化,美俄已经进入型号研制阶段,导弹射程可达上万千米,而日法等国才刚开始启动技术研究,已落后10年以上,且射程仅数百千米,而前几年声势不小的印度在2018年甚至没有任何公开进展。在高超声速飞机方向,总体呈现出加速发展的趋势,继洛马公司之后,波音公司连续公布军用和民用高超声速飞机概念方案及研制计划,DARPA高超声速飞机用TBCC发动机地面验证取得重要进展,坚定不移推动基于TBCC动力的高超声速飞机技术发展;欧洲等国持续推进民用高超飞机技术发展。在可重复使用航天运载飞行器方向,或许是受到了民营商用航天,特别是可重复使用运载火箭迅猛发展的影响,该方向发展力度有所减弱,美俄仍在继续推动基于纯火箭动力的可重复使用航天运载飞行器技术研发和验证,而在基于吸气式动力、水平起降的技术路线则进展寥寥,鲜见报道。

一、美国

1.基于两套助推滑翔方案,快速系统推进高超声速导弹演示验证和型号研制

2018年,根据多份政府报告、项目合同、权威媒体报道等信息,美军高超声速导弹发展思路已基本明确:一是基于圆锥体构型滑翔飞行器方案,开展三型导弹的型号研制。2018年,在美国防部的统筹部署下,美陆海空三军达成合作协议,以“先进高超声速武器”(AHW)项目验证的圆锥体构型高超声速滑翔飞行器方案为基础,依托“远程高超声速武器”(LRHW)项目“常规快速打击”(CPS)项目“高超声速常规打击武器”(HCSW)项目,分别开展陆射型、潜射型和空射型高超声速助推滑翔导弹的型号研制,并计划在2022年前形成早期作战能力。二是基于楔形构型滑翔飞行器方案,开展三型导弹的演示验证或型号研制。以原“高超声速技术验证飞行器-2”(HTV-2)项目研发的楔形构型高超声速滑翔飞行器方案为基础,美军依托“战术助推滑翔”(TBG“空射快速响应武器ARRW“作战火力”(OpFires等项目,正在分别开展空射/舰射型助推滑翔导弹演示验证、空射型助推滑翔导弹型号研制以及陆射型助推滑翔导弹演示验证,并计划在2019-2020年前后完成飞行试验和形成早期作战能力。此外,美国国防高级研究计划局(DARPA)仍依托“高超声速吸气式武器概念”(HAWC)项目继续推动空射型和舰射型高超声速巡航导弹技术验证,但投资强度大幅下降。

AHW项目圆锥体滑翔弹头和HTV-2项目楔形滑翔弹头的想象图(美国桑迪亚国家实验室和DARPA图片)

2聚焦马赫数5级高超声速飞机,公布军民用飞机概念方案并稳步推动技术攻关

2018年1月和6月,在DARPA和美空军研究实验室的部分资助下,美国波音公司连续公布了马赫数5级的军用和民用高超声速飞机概念方案。两个方案均采用涡轮基冲压组合发动机(TBCC)作为动力。以此为牵引,波音公司正在开展一型高超声速飞机验证机的研究工作,该验证机可用来验证军用和民用高超声速飞机相关的机体、系统和推进等关键技术,如经费支持充分,预计最早可在2023或2024年实现首飞,军机可在2030年前形成装备,民机可在2030年代末投入运营。与此同时,瞄准完成高超声速飞机用TBCC发动机地面集成验证的DARPA先进全状态发动机”AFRE)项目在2018年大幅增加了项目经费,总预算由最初0.65亿美元增加到1.02亿美元以上。在AFRE项目的主要资助下,美国洛克达因公司成功完成了一型新型亚燃/超燃双模态冲压发动机的自由射流试验,为后续开展TBCC地面集成验证奠定了基础。

波音公司公布的马赫数5级高超声速军用(左)和民用(右)飞机概念方案(波音公司图片)

3.瞄准纯火箭动力的可重复使用航天运载飞行器,完成了火箭发动机热试车

在美国政府投资最大的可重复使用航天运载飞行器在研项目——DARPA“实验性太空飞机”(XSP)项目的支持下,波音公司“鬼怪快车”团队在2018年完成了大型氢氧发动机AR-22的热试车考核试验(10天内10次点火试车),并开始启动大型低温油箱等大部件的制造工作,预计该飞行器将在2021年开始进行飞行试验,比最初计划的2020年有所推迟。

波音公司“鬼怪快车”概念方案(垂直起飞、水平降落)想象图(波音公司图片)

4.围绕高超声速飞行试验能力建设,军地联合推动高超声速飞行试验平台研发工作

2018年10月,美空军宣布将编号X-60A授予美国时代轨道发射服务公司GO发射者一号”(GO1)高超声速飞行试验平台,并明确X-60A将用于低成本、大规模地开展超燃冲压发动机、高温材料和自主控制等一系列高超声速技术的飞行试验,推动美军现有高超声速武器快速原型化和未来高超声速飞机、可重复使用航天运载飞行器的发展。X-60A可提供高度15.4~37千米、马赫数3-8、最大动压1.4个大气压范围内的真实飞行环境,已于2018年完成发动机全尺寸样机的首次热试车,计划在2019年完成首次飞行试验。此外,美国平流层发射系统公司在9月份也公布了两型高超声速飞行试验平台的概念方案与研制计划,并明确将用于支撑军方和政府各类高超声速技术科研项目。

美空军201810月在官方网站公布的X-60A构想图(美空军图片)

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