廖孟豪

近期，美國高超聲速飛機和武器有新的發(fā)展動向，持續(xù)顯示出美國正在全力以赴發(fā)展高超聲速作戰(zhàn)能力或技術(shù)儲備，值得關(guān)注。

美國波音公司認為：Ma5級高超聲速客機將在2040年前后具備技術(shù)和經(jīng)濟可行性

2018年8月10日，英國《飛行國際》網(wǎng)站報道稱：盡管高超聲速客運飛機雖然聽起來比較科幻，但事實卻是美國波音公司已經(jīng)將其列為一個重大項目，正在開展相關(guān)科研工作。

波音公司2018年6月26日在一次航空技術(shù)會議上首次公布了高超聲速客機概念，并在7月份的范保羅航展上展出了相關(guān)模型。波音公司堅信已經(jīng)找到了能夠綜合權(quán)衡速度、材料和推進等瓶頸的方案，不但使得Ma5飛行在技術(shù)上可行，而且2040年前后在財務(wù)上也可以實現(xiàn)盈利。該公司首席技術(shù)官格雷格·希斯羅普（ Greg Hyslop）表示，“它并不像人們想象的那么難。當然確實也比較難?！?/p>

波音公司的高超聲速客機概念方案最大速度為Ma5，剛好達到高超聲速的門檻。該公司分析認為，Ma5.0是現(xiàn)有結(jié)構(gòu)、推進和燃料技術(shù)能夠達到的極限。該公司高超聲速首席科學家凱文·鮑卡特（ Kevin Bowcutt）表示，“我們完全可以依靠現(xiàn)有的技術(shù)和手段來研制該飛機，而不需要去發(fā)明什么新技術(shù)?！币詣恿槔_到Ma6.0就必須要采用超燃沖壓發(fā)動機，而該技術(shù)目前尚不成熟;但Ma5.0的飛機就完全不需要超燃沖壓發(fā)動機，而是采用類似J58那樣的渦輪沖壓發(fā)動機即可。J58發(fā)動機在Ma2以下時采用渦輪模式工作，而速度達到Ma2以上后便將來流空氣從壓氣機直接送入加力燃燒室，以沖壓發(fā)動機的模式工作。波音公司Ma5.0的高超聲速客機也將采用這種渦輪沖壓發(fā)動機，只不過工作模式的轉(zhuǎn)換速度會比Ma2要更高一些。凱文·鮑卡特對高超聲速飛行器非常熟悉，是X-51A的設(shè)計師，被譽為“×-51A之父”。X-51A采用JP-7作為燃料和冷卻劑。但由于高超聲速客機的速度不用超過Ma5.0，因此不需使用JP-7。高超聲速客機的燃料選項包括標準化的Je卜A燃料、液體甲烷或兩者的組合。

波音公司選擇Ma5.0作為飛機的最大速度，還有結(jié)構(gòu)材料方面的考慮。如今，大量應(yīng)用在飛機和發(fā)動機上的標準化鈦合金材料已經(jīng)有足夠的強度能夠在6000C的溫度下正常使用，而不必采用難以制造的陶瓷基復合材料。但一旦速度達到Ma6.0，飛機就必須采用鎳基合金而不是鈦合金，必須采用不夠成熟的超燃沖壓發(fā)動機而不是渦輪沖壓發(fā)動機。

格雷格·希斯羅普把高超聲速客機與超聲速客機進行了對比，Ma2的“協(xié)和”超聲速客機理論上能夠使用同一班機組在一天內(nèi)跨大西洋飛行2次，但高超聲速客機理論上能夠適應(yīng)同一班機組在一天內(nèi)跨大西洋飛行4-5次。運營效率的優(yōu)勢將使得高超聲速客機比超聲速客機更具吸引力。

AGM-183A——美空軍正式賦予“空射快速響應(yīng)武器”項目發(fā)展的高超聲速導彈編號

2018年8月7日，美國《航空周刊與空間技術(shù)》網(wǎng)站報道稱，美空軍全壽命周期管理中心授予洛克希德·馬丁公司“空射快速響應(yīng)武器”（ ARRW）項目高超聲速導彈研制合同，并正式賦予該導彈編號AGM-183A。

該合同金額為7.8億美元，合同周期截止到2023年。在“戰(zhàn)術(shù)助推滑翔”（ TBG）項目成果基礎(chǔ)上，ARRW項目正在研制一型空射型高超聲速助推滑翔導彈。與此同時，美空軍還在同步開展“高超聲速常規(guī)打擊武器”（ HCSW）項目，并在2018年4月授予了洛克希德·馬丁公司總額9.28億美元的研制合同。其中，具體承擔ARRW項目的是洛克希德·馬丁導彈與火控分公司，承擔HCSW項目的是洛克希德·馬丁公司航天分公司。HCSW項目旨在研制一型固體火箭助推、GPS制導的高超聲速導彈，計劃在2022財年配裝現(xiàn)役作戰(zhàn)飛機形成早期作戰(zhàn)能力。而ARRW項目進度更加激進，計劃在2021年形成早期作戰(zhàn)能力。洛克希德·馬丁公司同時也是TBG項目的總承包商，目前正在開展該項目關(guān)鍵設(shè)計評審（ CDR）階段的科研工作，計劃在2019年開始進行飛行演示驗證。TBG項目飛行試驗瞄準的射程為500nm（約926km）o根據(jù)美空軍公布的文件，ARRW項目共收到了來自波音、雷神和洛克希德·馬丁三家公司的競標方案，并最終選擇了洛克希德·馬丁公司作為唯一總承包商。

美空軍評估認為雷神公司方案的助推器尺寸和性能無法滿足射程要求，生存力和毀傷性能因?qū)б^方案而偏離基線要求，且導引頭方案無法滿足進度要求?？傊咨穹桨笩o法滿足進度要求。對波音方案的評估結(jié)果也是進度風險過高。即便波音方案提出的是在合同授予后96個月內(nèi)（這已經(jīng)比要求晚了60個月）交付導彈，但美空軍仍然認為波音的進度計劃過于“樂觀”。而且更重要的是，波音提交的方案實質(zhì)上是一種彈道再入式導彈，而不是美空軍要求的助推滑翔導彈。

美空軍認為洛克希德-馬丁公司的方案是唯一能夠滿足進度要求的方案，由于充分吸收了TBG項目的成果，且在一些重大部件上實現(xiàn)了通用，因此節(jié)省了大約24個月的周期。但美空軍也評估認為，氣動外形、前緣結(jié)構(gòu)、雷達罩等技術(shù)在向產(chǎn)品轉(zhuǎn)化時仍然具有較高風險，不過由于TBG項目已經(jīng)完成了大量設(shè)計分析和風洞試驗，且TBG項目仍在不斷取得進展，相關(guān)風險將會持續(xù)得到減弱和降低。

美國洛克達因公司成功完成了ARRW項目助推火箭發(fā)動機在極端環(huán)境下的熱試車試驗

2018年8月7日，英國《飛行國際》網(wǎng)站報道稱，美國航空噴氣集團洛克達因公司成功完成了美空軍“空射快速響應(yīng)武器”（ARRW）項目高超聲速助推滑翔導彈用助推火箭發(fā)動機的兩次熱試車。

該型助推火箭將用于支撐完成ARRW項目的初步飛行試驗。洛克達因公司稱，利用美空軍研究實驗室位于愛德華茲空軍基地的試驗設(shè)施，公司日前（具體日期未公布）分別完成了在模擬極低和極高環(huán)境溫度下的火箭發(fā)動機熱試車，驗證了該型發(fā)動機在各種作戰(zhàn)環(huán)境下的性能。目前，洛克希德·馬丁公司是ARRW項目的主承包商，洛克達因公司則是該項目負責助推火箭的子承包商。洛克達因公司CEO兼總裁艾琳·德雷克表示，“本輪地面熱試車驗證了我們火箭發(fā)動機技術(shù)的魯棒性能夠滿足下一代空射導彈助推器的要求。目前正在進行試驗數(shù)據(jù)分析工作，數(shù)據(jù)分析結(jié)果將幫助我們確認該型發(fā)動機的彈道、熱、結(jié)構(gòu)和點火模式等關(guān)鍵性能?！?/p>