[科普中國(guó)]-形形色色的高超聲速武器（四）：高超聲速飛機(jī)

出品：科普中國(guó)

作者：岳江鋒

策劃：宋雅娟

監(jiān)制：光明網(wǎng)科普事業(yè)部

在高超聲速武器中，高超聲速飛機(jī)是與高超聲速導(dǎo)彈、空間進(jìn)入武器相并列的三大支柱。為實(shí)現(xiàn)高超聲速飛行，高超聲速飛機(jī)必須有相應(yīng)的動(dòng)力裝置，解決高強(qiáng)度激波、表面溫度、噪聲和音爆等問(wèn)題。當(dāng)今世界，以美國(guó)為代表的先進(jìn)軍事國(guó)家在高超聲速飛機(jī)方面進(jìn)行了長(zhǎng)期的探索，并研制了一些具體型號(hào)，取得了一定的進(jìn)展。

洛馬公司SR-72“察打一體”無(wú)人機(jī)

SR-72是洛馬公司（洛克希德·馬丁公司）正在研發(fā)的一款高超聲速偵察打擊一體（簡(jiǎn)稱(chēng)“察打一體”）無(wú)人機(jī)，主要用于取代上世紀(jì)70年代研制的SR-71“黑鳥(niǎo)”高速高空偵察機(jī)。該無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)指標(biāo)如下：速度達(dá)6馬赫，采用大后掠梯形翼+邊條翼，單垂尾，雙發(fā)動(dòng)機(jī)位于機(jī)翼下方，最大航程4300千米，其技術(shù)驗(yàn)證機(jī)大小類(lèi)似于一架戰(zhàn)斗機(jī)。

SR-72采用渦輪基沖壓組合動(dòng)力系統(tǒng)(TBCC)，飛行速度在馬赫數(shù)3以下時(shí)采用常規(guī)的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，超過(guò)3馬赫之后雙模態(tài)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始工作。洛馬公司于2013年首次透露了SR-72研制計(jì)劃，2017年公開(kāi)表示具備研制驗(yàn)證機(jī)的技術(shù)條件。

洛馬公司雖然已經(jīng)有了相當(dāng)技術(shù)基礎(chǔ)，然而在研制過(guò)程中，洛馬公司的工程師們還要解決許多問(wèn)題：如，SR-72的最大速度將是SR-71偵察機(jī)的兩倍，考慮到高平流層的稀薄空氣，這勢(shì)必會(huì)對(duì)飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)提出更高的要求；其次，在高速飛行情況，機(jī)身與空氣的劇烈摩擦將會(huì)使飛機(jī)的隱身性能大打折扣，不過(guò)，頗具神秘色彩的洛馬公司臭鼬工廠認(rèn)為：超高聲速特性比隱身特性的生存能力更強(qiáng)。

SR-72高超聲速飛機(jī)概念圖（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）

波音公司的高超聲速飛機(jī)方案

2018年1月，波音公司首次公布了其高超聲速飛機(jī)模型，巡航速度達(dá)到馬赫數(shù)5以上，這是繼洛馬之后，美國(guó)第二家軍工企業(yè)公布其高超聲速飛機(jī)的研制計(jì)劃，由此形成兩強(qiáng)正面競(jìng)爭(zhēng)的態(tài)勢(shì)。波音公司推出的是系列化的高超聲速情報(bào)監(jiān)視偵察（ISR）/打擊飛機(jī)和民用飛機(jī)概念方案及研制計(jì)劃，并表示已具備在10年內(nèi)研制出一型高超聲速軍用飛機(jī)的能力。與SR-72飛機(jī)外觀不同，為了兼顧低速性能，波音采用大后掠雙三角翼+雙垂尾布局。

該驗(yàn)證機(jī)可用來(lái)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)，預(yù)計(jì)最早可于2023年或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)。高超聲速民用飛機(jī)方案旨在研發(fā)一型載客量介于遠(yuǎn)程商務(wù)機(jī)和波音737之間的客機(jī)，外形設(shè)計(jì)與ISR/打擊飛機(jī)相似，巡航速度為馬赫數(shù)5，巡航高度為29千米，采用渦輪沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力形式，并引入英國(guó)佩刀發(fā)動(dòng)機(jī)的深度預(yù)冷技術(shù)，以解決渦輪沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的推力陷阱問(wèn)題。

波音公司公布的民用高超聲速飛機(jī)概念圖（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）

歐洲發(fā)起的“高超聲速飛行試驗(yàn)-國(guó)際合作”項(xiàng)目

歐洲長(zhǎng)期致力于高超聲速民用飛機(jī)技術(shù)研究，曾通過(guò)LAPCAT、ATLLAS、Hexafly等一系列科研項(xiàng)目，開(kāi)展了速度5馬赫和8馬赫高超聲速民用飛機(jī)的概念方案研究，在氣動(dòng)、動(dòng)力、結(jié)構(gòu)和材料等方面取得了一系列研究成果。

2018年底，歐洲聯(lián)合俄羅斯、澳大利亞和巴西等國(guó)，通過(guò)高超聲速飛行試驗(yàn)-國(guó)際合作（Hexafly-Int）項(xiàng)目的評(píng)審，計(jì)劃試飛一型速度馬赫數(shù)7～8、無(wú)動(dòng)力的滑翔飛行平臺(tái)縮比樣機(jī)。該項(xiàng)目是歐洲高超聲速飛行試驗(yàn)（Hexafly）的后續(xù)項(xiàng)目，其遠(yuǎn)景目標(biāo)是發(fā)展一型能夠2～3小時(shí)從歐洲飛至亞洲和澳洲的高超聲速民用飛機(jī)。其中，俄羅斯飛航中央空氣流體力學(xué)研究院負(fù)責(zé)在2019年完成該樣機(jī)的研制，目前正在進(jìn)行CFD分析和風(fēng)洞試驗(yàn)。該樣機(jī)計(jì)劃在2020年進(jìn)行飛行試驗(yàn)。

俄公布的Hexafly-Int項(xiàng)目中試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛿?shù)字樣機(jī)圖片（圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)）

俄羅斯的米格-41戰(zhàn)斗截?fù)魴C(jī)項(xiàng)目

俄羅斯米高揚(yáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)局早在2016年就披露，正在開(kāi)展米格-41戰(zhàn)斗截?fù)魴C(jī)的設(shè)計(jì)工作，并期望在2025年前進(jìn)入大批量生產(chǎn)。2018年，米高揚(yáng)領(lǐng)導(dǎo)層透露，米格-41項(xiàng)目正在努力爭(zhēng)取列入俄羅斯《2018～2027年國(guó)家武器裝備計(jì)劃》，從而實(shí)現(xiàn)國(guó)家立項(xiàng)。米格-41戰(zhàn)斗截?fù)魴C(jī)也被稱(chēng)為“未來(lái)遠(yuǎn)程攔截航空綜合體”，與現(xiàn)役的米格-31戰(zhàn)斗機(jī)相比，堪稱(chēng)一款全新的戰(zhàn)斗機(jī)，在很多方面的性能都有顯著提高。

米格-41戰(zhàn)斗截?fù)魴C(jī)最快航速可超過(guò)4馬赫甚至5馬赫，達(dá)到高超聲速飛機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，還將裝備超聲速導(dǎo)彈。據(jù)悉，米格-41戰(zhàn)斗截?fù)魴C(jī)可將自身送入衛(wèi)星軌道，能夠在外太空飛行，還具備攔截洲際彈道導(dǎo)彈的能力。米格-41戰(zhàn)斗截?fù)魴C(jī)具有很好的隱身能力?，F(xiàn)在，有人駕駛版米格-41戰(zhàn)斗截?fù)魴C(jī)正在研發(fā)中，無(wú)人機(jī)版本研發(fā)也在俄軍計(jì)劃中。