您的位置:  首页 > 军事百科 > 正文

2023年度国外高超声速飞行器技术发展综述(上)

2024-03-05 09:28 作者: 潘锐 来源: 空天防务观察 55252 次阅读

2023年,国外多个航空航天强国加速推动高超声速飞行器研究开发。高超声速导弹方向目前仍是全球高超声速领域的发展重心,俄罗斯已率先部署舰艇/潜艇发射的高超声速巡航弹,美国多个导弹项目研究和部署进度放缓,美、日、欧洲等国为应对威胁开展高超导弹防御概念研究。高超声速飞机方向,涡轮基组合循环发动机技术趋于成熟,旋转爆震发动机成为新的高超动力研究热点,美国高超声速验证机型号已开展首飞前的地面测试;高超声速试验飞行器及其载荷测试能力成为研发重点之一,旨在通过低成本、高频次的飞行试验加速高超声速基础技术研究和装备研制。

640 (13).png

一、美国

美国仍然是目前在高超声速技术研究和项目研发领域投入最多的国家,2023财年预算达51.26亿美元。12月,美国会在最新通过的《2024年国防法案》中要求国防部制定和更新高超声速战略并规划试验走廊;12月底,美国防部将高超声速技术列为2024年五大国防技术优先事项之一。

(一)多军种高超声速导弹按计划推进,部分型号部署在即

高超声速导弹依然是美军关注和发展的重点,美空军开展多次实弹试验,美空、海军各自开展机载高超声速巡航弹研究;美陆、海军以实现首次部署为目标,加快推动部署前测试、平台改造等事宜,但年内实现部署可能性较小;美国防高级研究计划局推动高超声速吸气式武器概念的后续计划,支撑向高超声速巡航弹能力转化。

美空军宣布将高超声速武器的发展重点从AGM-183A“空射快速响应武器”(ARRW)转变为“海克姆”高超声速攻击巡航导弹(HACM)。美空军在3月、8月、10月由B-52H轰炸机执行剩余3枚ARRW全备弹试验,前两次均宣布不成功,第三次结果未公布。试验目的是测试高超声速导弹挂飞投放能力、端对端性能,并收集高超声速飞行数据,以支撑后续开发工作。美空军在5月发布HACM技术支持招标书,拟开展武器分析、飞机集成、软件更新、模拟、建模和分析等工作,加快推动2025财年飞行测试、2027财年采购的总体计划。12月,美空军寿命管理中心HACM-SCIFiRE计划办公室向雷神公司授予价值4亿美元的HACM研发合同,预计将于2028年完成所有研发工作。

美海军同步推进该军种的高超声速滑翔弹和巡航弹研究。2月,美海军授予洛马公司“常规快速打击”(CPS)滑翔弹采购合同,开展发射系统研制、武器控制和集成等工作,且已启动“朱姆沃尔特”驱逐舰的发射井改造工作以支持该导弹的发射,预计将在2025年底完成改装,届时将开始舰船集成测试并探索在部分“弗吉尼亚级”攻击潜艇上的部署。3月,美海军分别向雷神和洛马公司授予“高超声速空射进攻性反水面”(HALO)合同,启动对这型航母舰载、高超声速、远程空射反舰武器的初步设计,计划于2024年底对两家公司的原型机进行飞行测试,旨在本年代末形成初始作战能力。

美陆军加快推动其“远程高超声速武器”(LRHW)高超声速助推滑翔导弹的部署工作。1月,美陆军宣布开展LRHW高超声速导弹两次额外测试,并在2023年底首次进行部署的计划。3月、9月和10月,LRHW先后开展3次试验,但均因为飞行前检查出现故障而取消,首次投入使用的时间节点预计推迟到2024年中期。

美国防高级研究计划局(DARPA)“霍克”高超声速吸气式武器概念(HAWC)项目进入第二阶段(MoHAWC)。1月,DARPA与空军成功完成HAWC项目中的最后一次飞行测试,实现了飞行速度超过马赫数5、飞行高度超过18千米、飞行距离超过550千米。7月,DARPA选择雷神与诺格公司联合开展后续计划MoHWAC项目研究,预计到2026年初完成,将加强武器概念作战相关性设计,集成改进的制造技术,扩展运行包线并验证性能模型。相关工作将有助于美空军HACM的开发工作。

(二)高超声速飞机及其动力技术同步发展迅速

2023年,美国持续重视高超声速飞机及其动力技术发展,高超声速飞机总体设计、涡轮基组合循环发动机、旋转爆震发动机等技术取得较大进展,验证机研制进度加快。

2月,赫尔墨斯公司完成“夸特马”高超声速飞机缩比模型风洞试验,研究亚声速和跨声速阶段气流对飞行器控制面和起落架的影响。6月,赫尔墨斯公司接收首台普惠F100发动机,在完成小型“奇美拉”涡轮基组合循环发动机验证基础上,进一步将F100发动机集成到尺寸更大的“奇美拉2”发动机中,标志着该公司在开发中型高超声速无人机“黑马”上达成关键里程碑。10月,赫尔墨斯宣布正在开发四型“夸特马”样机,以分散风险,加速迭代,实现快速开发。其中,MK0原型机已完成制造,将用于地面滑行测试,对电气、液压、气动、航电、转向和推进等各种系统开展验证,可测试驾驶舱的远程指挥和控制系统能力;MK1将作为首架飞行样机验证高速自主起降能力;MK2将实现马赫数3以下的超声速飞行;MK3将实现模态转换并达到既定的马赫数4速度目标。11月,赫尔墨斯与美国防创新部门(DIU)达成协议,将运用“夸特马”作为飞行验证平台,进一步开展与高超声速飞机子系统和任务系统相关的技术研究,推进其技术成熟度。

美国多家初创公司的高超声速飞机及动力系统研究也获得广泛关注。2月,美新前沿航宇公司展示了其垂直起降、飞行马赫数8的高超声速飞机概念,计划于2024年5月完成其新型全流分级燃烧火箭发动机的制造。6月,金星航宇公司获得空客资助,将基于其旋转爆震火箭发动机(RDRE)继续开发马赫数9的高超声速公务机,该发动机已成功试车,具有紧凑、低重量、高效率特点,效率比常规发动机提高了10%以上。同月,初创公司沃伦特在普渡大学的风洞中成功测试了其马赫数5级别的“野马”高超声速涡轮冲压发动机,将推动其应用于低轨卫星发射用途的空天飞机、商业和军事用途的小型无人机中。

美国旋转爆震发动机技术取得较大突破。6月,美国通用电气(GE)公司表示,在美空军、DARPA和导弹防御局支持下,正在开发旋转爆震涡轮/双模冲压组合发动机,并在巴黎航展公布了基于该发动机的高超声速飞行器样机。12月,GE航宇公司完成首架旋转爆震涡轮-双模冲压组合循环发动机样机的演示验证,在超声速气流下完成了旋转爆震燃烧(RDC)试验,为高超声速远程飞行提供可行动力架构,计划于2024年开展全尺寸演示验证实验。

初审:孙世奇

复审:成自来

终审:陈光中

分享到:
头条推荐
与健康“童”行 | 儿童肥胖知多少