從美國國防部2017財(cái)年科研預(yù)算看高超聲速技術(shù)

胡冬冬　楊依然

2016年2月9日以來，美國國防部、各軍種以及國防部直屬機(jī)構(gòu)陸續(xù)公布了2017財(cái)年（2016年10月1日至2017年9月30日）預(yù)算申請文件。其中，美國空軍、海軍、國防高級研究計(jì)劃局（DARPA）、國防部長辦公廳（OSD）等公布的研究、開發(fā)、試驗(yàn)與鑒定（RDT&E）預(yù)算文件均公開披露了美國當(dāng)前針對高超聲速技術(shù)領(lǐng)域開展的科研項(xiàng)目以及預(yù)算經(jīng)費(fèi)投入情況，為外界了解美國高超聲速技術(shù)領(lǐng)域的最新發(fā)展態(tài)勢提供了_一個(gè)新的視角。

目前，美國高超聲速技術(shù)的科研預(yù)算并未設(shè)置一個(gè)統(tǒng)一的計(jì)劃科目，而是分散在不同軍種/部門的多個(gè)預(yù)算科目To本文以項(xiàng)目為基本元素、通過關(guān)鍵詞篩選了高超聲速技術(shù)相關(guān)的科目、計(jì)劃及項(xiàng)目。需要指出的是，從多個(gè)項(xiàng)目內(nèi)容的描述上，美國國防部目前依然在延續(xù)使用21世紀(jì)初國家航空航天倡議（NAI）中的“高速/高超聲速”（high speed/hypersomic）概念術(shù)語，其超聲速和高超聲速飛行器相關(guān)技術(shù)是結(jié)合在一起研究的，兩者并未割裂開。另外，基礎(chǔ)研究以及某些特別領(lǐng)域涵蓋的應(yīng)用范疇較為寬泛，高超聲速飛行器只是應(yīng)用方向之一，無法剝離，本文在項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)時(shí)一并計(jì)入在內(nèi)。

美國2017財(cái)年高超聲速技術(shù)領(lǐng)域預(yù)算申請總體情況

預(yù)算申請經(jīng)費(fèi)總額比上兩個(gè)財(cái)年有較大幅度增長

從2017財(cái)年預(yù)算文件編列的與高超聲速技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)的項(xiàng)目數(shù)量來看，空軍的16個(gè)為最多，OSD有8個(gè)，DARPA則有6個(gè)，海軍僅有1個(gè)。除個(gè)別項(xiàng)目外，絕大部分為上一財(cái)年的延續(xù)性項(xiàng)目。

從項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)總計(jì)來看，2015財(cái)年實(shí)際經(jīng)費(fèi)總額為5.004億美元，2016財(cái)年批復(fù)的預(yù)算經(jīng)費(fèi)總額5.219億美元，2017財(cái)年預(yù)算申請總額7.158億美元，比上一財(cái)年增長37%。

從軍種部門經(jīng)費(fèi)分配結(jié)構(gòu)來看，空軍占據(jù)主導(dǎo)地位，OSD和DARPA占比達(dá)40%

從2017財(cái)年不同軍種部門經(jīng)費(fèi)申請情況來看，空軍、OSD和DARPA均有增加，OSD和DARPA的申請額比2016財(cái)年增加1倍左右。

從經(jīng)費(fèi)分配結(jié)構(gòu)來看，2015、2016兩個(gè)財(cái)年不同軍種部門在高超聲速技術(shù)領(lǐng)域的經(jīng)費(fèi)投入比例保持穩(wěn)定?？哲娡度胱罡?，年平均投入5.98億美元（占比59%）；其次是OSD，年平均投入2.39億美元（占比23%）；DARPA年平均投入1.78億美元（占比17%）；海軍投入最少，不足0.1億美元，占比僅為1%。

按科研活動類別經(jīng)費(fèi)配置結(jié)構(gòu)來看，系統(tǒng)開發(fā)與演示驗(yàn)證（BA6.5）的預(yù)算申請占比大幅提升，經(jīng)費(fèi)絕對規(guī)模增長1倍

從美國國防部2015—2017財(cái)年高超聲速技術(shù)領(lǐng)域科研活動類別的預(yù)算經(jīng)費(fèi)投入結(jié)構(gòu)來看，2015與2016財(cái)年經(jīng)費(fèi)結(jié)構(gòu)比例大致相當(dāng)，2017財(cái)年申請經(jīng)費(fèi)結(jié)構(gòu)有所變化。

從2015—2016財(cái)年經(jīng)費(fèi)結(jié)構(gòu)來看，基礎(chǔ)研究（BA6.1）經(jīng)費(fèi)投入穩(wěn)定在9%，應(yīng)用研究（BA6.2）經(jīng)費(fèi)投入占比31%～35%，先期技術(shù)發(fā)展（BA6.3）經(jīng)費(fèi)投入最高，占比39%～41%，系統(tǒng)開發(fā)與演示驗(yàn)證（BA6.5）占比17%～19%。

從2017財(cái)年預(yù)算申請情況來看，基礎(chǔ)研究（BA6.1）與應(yīng)用研究（BA6.2）經(jīng)費(fèi)投入占比均有所減少（分別為7%和26%），但經(jīng)費(fèi)的絕對規(guī)模比前兩個(gè)財(cái)年略有增長；先期技術(shù)發(fā)展（BA6.3）經(jīng)費(fèi)投入比例與前兩年基本相當(dāng)，但經(jīng)費(fèi)的絕對規(guī)模比上一財(cái)年增長38%；系統(tǒng)開發(fā)與演示驗(yàn)證（BA6.5）經(jīng)費(fèi)占比大幅提升，從17%～19%增至26%，經(jīng)費(fèi)的絕對規(guī)模也比上一財(cái)年增長了近1億美元（為2016財(cái)年的2倍）。造成BA6.5項(xiàng)經(jīng)費(fèi)大幅度增長的主要因素是AHW項(xiàng)目申請經(jīng)費(fèi)的猛增。

按細(xì)分技術(shù)領(lǐng)域經(jīng)費(fèi)配置結(jié)構(gòu)來看，飛行器總體（含演示驗(yàn)證）的預(yù)算申請比例大幅增長，經(jīng)費(fèi)絕對規(guī)模增長1倍。

在進(jìn)行不同技術(shù)領(lǐng)域經(jīng)費(fèi)投入統(tǒng)計(jì)時(shí)，除去了基礎(chǔ)研究（2015-2016財(cái)年每年4400萬～4500萬美元，2017財(cái)年申請5115萬美元）以及試驗(yàn)設(shè)施建設(shè)（CTEIP新申請1600萬美元，CPGS靶場建設(shè)200萬美元）這兩類經(jīng)費(fèi)。

從美國國防部2015—2017財(cái)年高超不同技術(shù)領(lǐng)域科研預(yù)算經(jīng)費(fèi)投入結(jié)構(gòu)來看，2015—2016財(cái)年經(jīng)費(fèi)結(jié)構(gòu)比例大致相當(dāng)，2017財(cái)年申請經(jīng)費(fèi)結(jié)構(gòu)有所變化。

從2015—2016財(cái)年經(jīng)費(fèi)結(jié)構(gòu)來看，飛行器總體技術(shù)領(lǐng)域（含演示驗(yàn)證）經(jīng)費(fèi)投入占比最高，達(dá)48%～52%（包括氣動與一體化集成），動力技術(shù)領(lǐng)域經(jīng)費(fèi)投入占比22%～23%（包括高速渦扇/渦噴發(fā)動機(jī)技術(shù)、超燃沖壓發(fā)動機(jī)技術(shù)、碳?xì)淙剂霞夹g(shù)等），制導(dǎo)導(dǎo)航與控制（GNC）占比13%～15%，材料與結(jié)構(gòu)占比7%～8%，試驗(yàn)技術(shù)占比5%，引信技術(shù)占比1%。

從2017財(cái)年預(yù)算申請情況來看，飛行器總體（含演示驗(yàn)證）的預(yù)算經(jīng)費(fèi)申請比例大幅增長，占比高達(dá)65%。經(jīng)費(fèi)絕對規(guī)模從前兩個(gè)財(cái)年2.3億美元的水平增至4.5億美元（約為前兩個(gè)財(cái)年的2倍）。其它領(lǐng)域經(jīng)費(fèi)申請規(guī)模相比前兩個(gè)財(cái)年變化不大。

預(yù)算重點(diǎn)投入的項(xiàng)目內(nèi)容和應(yīng)用方向分析

從預(yù)算投入的重點(diǎn)項(xiàng)目及應(yīng)用方向來看，高超聲速打擊武器是美國國防部當(dāng)前經(jīng)費(fèi)分配中優(yōu)先投入的重點(diǎn)。

面向高超聲速打擊武器總體集成與演示驗(yàn)證的項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)申請額度大幅增長，相應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)支撐項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)申請額保持穩(wěn)定。

當(dāng)前，美國在研的高超聲速武器科研項(xiàng)目主要有兩類，一類是空軍/DARPA牽頭的戰(zhàn)術(shù)射程的高速打擊武器（HSSW）項(xiàng)目；另一類是列入OSD預(yù)算文件納入CPGS計(jì)劃科目下的戰(zhàn)略射程的AHW項(xiàng)目和HTV-2項(xiàng)目?？哲姼咚俅驌粑淦鳎℉SSW）項(xiàng)目（對應(yīng)“634926/高速/高超聲速集成與演示驗(yàn)證”計(jì)劃下“高速/高超聲速飛行器技術(shù)”項(xiàng)目）2017財(cái)年申請了近1億美元（9280萬美元）的預(yù)算，比2016財(cái)年批復(fù)額增加約83.3%。再加上DARPA為HSSW的兩個(gè)子項(xiàng)目——高超聲速吸氣式武器方案（HAWC）和戰(zhàn)術(shù)助推滑翔方案（TBG）申請的經(jīng)費(fèi)，HSSW項(xiàng)目在2017財(cái)年的預(yù)算申請總額高達(dá)1.651億美元，超過上一財(cái)年批復(fù)總經(jīng)費(fèi)的2倍。

在支撐上述武器演示驗(yàn)證的關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目上，動力、制導(dǎo)等關(guān)鍵分系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域均有經(jīng)費(fèi)投入保障其持續(xù)開展。

“622068/先進(jìn)制導(dǎo)技術(shù)”計(jì)劃下“制導(dǎo)技術(shù)”項(xiàng)目近三個(gè)財(cái)年經(jīng)費(fèi)逐年增加，2017財(cái)年申請了1426萬美元，比2016財(cái)年批復(fù)額增加約56.5%。開發(fā)制導(dǎo)子系統(tǒng)集成與評估技術(shù)（包括不依賴GPS的精確制導(dǎo)技術(shù)），以用于開環(huán)/閉環(huán)地面試驗(yàn)、飛行試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)降低以及創(chuàng)新方案的數(shù)值模擬。

“635098/先進(jìn)航空航天推進(jìn)”計(jì)劃下“超燃沖壓發(fā)動機(jī)技術(shù)”項(xiàng)目，前兩個(gè)財(cái)年平均每年經(jīng)費(fèi)2500萬美元，2017年申請額延續(xù)了這一水平，持續(xù)用于支持高速打擊武器（HSSW）超燃沖壓發(fā)動機(jī)的開發(fā)和演示驗(yàn)證。

此外，63670A計(jì)劃下的“先進(jìn)彈藥方案技術(shù)”項(xiàng)目也值得關(guān)注。該項(xiàng)目在2015財(cái)年完成了吸氣式和助推滑翔武器方案的系統(tǒng)需求評估，更新了在高超聲速飛行空域范圍內(nèi)制導(dǎo)控制和末段機(jī)動的建模仿真與分析工具，開發(fā)了用于高超聲速機(jī)身和創(chuàng)新的戰(zhàn)斗部方案，同時(shí)開始開發(fā)仿真試驗(yàn)臺，驗(yàn)證開放系統(tǒng)架構(gòu)接口和武器系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括數(shù)據(jù)鏈）。2016財(cái)年繼續(xù)開展相關(guān)的遠(yuǎn)程打擊武器技術(shù)演示驗(yàn)證，解決武器與載機(jī)集成以及末段高速碰撞等問題，為后續(xù)采辦計(jì)劃降低風(fēng)險(xiǎn)（2017財(cái)年，63670A被轉(zhuǎn)為63670B“武器方案開發(fā)”計(jì)劃下，編列預(yù)算4150萬美元，旨在進(jìn)一步集成引戰(zhàn)技術(shù)和制導(dǎo)技術(shù)，對空射常規(guī)武器采辦進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)降低）。

面向高超聲速飛機(jī)平臺應(yīng)用首次編列了AFRE項(xiàng)目，且中等尺寸超燃沖壓發(fā)動機(jī)項(xiàng)目預(yù)算呈現(xiàn)較大幅度增長

DARPA在2017財(cái)年的RTD&E預(yù)算申請中首次編列了一個(gè)名為“先進(jìn)全狀態(tài)發(fā)動機(jī)”（AFRE）的項(xiàng)目，旨在確立高超聲速飛機(jī)TBCC推進(jìn)系統(tǒng)的可行性。該項(xiàng)目可能是2011財(cái)年被中止的支撐“黑雨燕”高超聲速飛機(jī)平臺TBCC發(fā)動機(jī)模態(tài)轉(zhuǎn)換（MoTr）項(xiàng)目的延續(xù)。AFRE項(xiàng)目將利用商用渦輪發(fā)動機(jī)對TBCC發(fā)動機(jī)從渦輪轉(zhuǎn)換到雙模態(tài)沖壓發(fā)動機(jī)（DMRJ）的過程進(jìn)行演示驗(yàn)證。項(xiàng)目計(jì)劃先分別開展TBCC發(fā)動機(jī)若干大尺度部組件的研制和試驗(yàn)驗(yàn)證工作，然后再集成開展全尺寸自由射流TBCC推進(jìn)系統(tǒng)模態(tài)轉(zhuǎn)捩地面試驗(yàn)。這些目標(biāo)的達(dá)成將推動高超聲速系統(tǒng)轉(zhuǎn)化應(yīng)用到未來遠(yuǎn)程打擊、高速ISR和兩級入軌等領(lǐng)域。

此外，“623012/先進(jìn)推進(jìn)技術(shù)”計(jì)劃下“超燃沖壓發(fā)動機(jī)技術(shù)”項(xiàng)目（面向中等尺寸超燃沖壓發(fā)動機(jī)）2015財(cái)年和2016財(cái)年的經(jīng)費(fèi)分別為1725萬美元和1967萬美元，2017財(cái)年申請了2710萬美元，增加約38%。這一動向也預(yù)示著美國正欲加大高超聲速飛行平臺的科研力度。

面向空間進(jìn)入應(yīng)用方向的高超聲速項(xiàng)目申請額大幅增長

2017財(cái)年，DARPA負(fù)責(zé)的以火箭為動力的可重復(fù)使用實(shí)驗(yàn)型空天飛機(jī)計(jì)劃（XS-1）預(yù)算申請額大幅增長，從前兩個(gè)財(cái)年2500萬～3000萬美元的經(jīng)費(fèi)水平增長至5050萬美元，以支撐其低成本太空進(jìn)入能力。

與此同時(shí)，支撐空天飛行器應(yīng)用方向的結(jié)構(gòu)材料、動力等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域基礎(chǔ)科研項(xiàng)目仍在持續(xù)滾動進(jìn)行，經(jīng)費(fèi)投入基本保持穩(wěn)定。

CTEIP首次為高超聲速試驗(yàn)設(shè)施建設(shè)編列了1600萬美元

OSD在其2017財(cái)年預(yù)算文件中首次在國防部核心試驗(yàn)與鑒定設(shè)施投資計(jì)劃（CTEIP）下專門為高超聲速飛行器試驗(yàn)設(shè)施建設(shè)編列了1600萬美元的預(yù)算經(jīng)費(fèi)，以提升高超聲速飛行器地面試驗(yàn)?zāi)芰?。該?jīng)費(fèi)將主要用于擴(kuò)展阿諾德工程發(fā)展中心（AEDC）的H2高超聲速試驗(yàn)設(shè)施的中壓電弧加熱器能力，以確保滿足快速全球打擊機(jī)動再入飛行器（MARV）以及超燃沖壓發(fā)動機(jī)部件的地面試驗(yàn)條件，解決高超聲速巡航導(dǎo)彈和助推滑翔武器研發(fā)和作戰(zhàn)試驗(yàn)中的關(guān)鍵能力缺陷。

情報(bào)評述

美國2017財(cái)年國防經(jīng)費(fèi)的資源分配比例以及重點(diǎn)投入方向是依據(jù)2014年新版四年一度防務(wù)評審報(bào)告以及2015年7月發(fā)布的新版《軍事戰(zhàn)略》等戰(zhàn)略文件為指導(dǎo)而編制的。在外部威脅和挑戰(zhàn)更加多元復(fù)雜、財(cái)政緊縮形勢依然嚴(yán)峻的大背景下，對重點(diǎn)裝備技術(shù)領(lǐng)域經(jīng)費(fèi)資源的優(yōu)先保障尤為重要。

從對手的發(fā)展態(tài)勢來看，俄羅斯等國近兩年來頻繁披露的高超聲速項(xiàng)目試飛動態(tài)從一定程度上給美國帶來了軍備競賽的壓力。早在2014年，美國國防部主管研究與工程的國防部部長助理阿蘭·沙費(fèi)爾聲稱，“美國不愿成為‘高超聲速領(lǐng)域的第二，但如果俄羅斯持續(xù)投資的話，這可能就會成為事實(shí)”。

當(dāng)前，高超聲速技術(shù)研究與發(fā)展已被美國國防部列為2017財(cái)年美軍武器裝備現(xiàn)代化投資重點(diǎn)的7大領(lǐng)域之一，也是美國第三次抵消戰(zhàn)略下支撐其常規(guī)威懾能力的技術(shù)群中首次被國防部部長級的高層官員重點(diǎn)提及的技術(shù)領(lǐng)域之一。對高超領(lǐng)域科研預(yù)算經(jīng)費(fèi)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，2017財(cái)年高超聲速技術(shù)領(lǐng)域系統(tǒng)開發(fā)與演示驗(yàn)證（BA6.5）以及飛行器總體集成的預(yù)算申請經(jīng)費(fèi)比例均呈現(xiàn)大幅增長態(tài)勢，經(jīng)費(fèi)絕對規(guī)模均增長1倍，很好地反映了國防部欲加大該技術(shù)領(lǐng)域投資力度、領(lǐng)先對手快速形成裝備能力的強(qiáng)烈訴求。

在具體項(xiàng)目上，戰(zhàn)略射程的高超聲速助推滑翔武器（AHW）和戰(zhàn)術(shù)射程的高速打擊武器（HSSW）在2017財(cái)年的申請預(yù)算經(jīng)費(fèi)均大幅度增長，國防部核心試驗(yàn)與鑒定設(shè)施投資計(jì)劃（CTEIP）首次為高超聲速飛行器試驗(yàn)設(shè)施建設(shè)編列了預(yù)算經(jīng)費(fèi)，開始著手提升高韶聲速飛行器地面試驗(yàn)?zāi)芰?，解決高超聲速巡航導(dǎo)彈和助推滑翔武器研發(fā)和作戰(zhàn)試驗(yàn)中的關(guān)鍵能力缺陷，均表明美國正在緊鑼密鼓地推動其高超聲速技術(shù)武器化進(jìn)程。

伴隨著國防預(yù)算申請文件的編制和發(fā)布過程，2016年1月到3月份左右，軍方、國會議員、軍工企業(yè)、智庫等頻繁針對高超聲速技術(shù)發(fā)展進(jìn)行造勢，強(qiáng)調(diào)高超聲速技術(shù)發(fā)展對美國軍事安全的重要性，美國應(yīng)立即開始慎重而穩(wěn)定地推進(jìn)高超聲速飛行器實(shí)用化。

需要指出的是，每年2月美國國防部向國會提交下一個(gè)財(cái)年的預(yù)算申請后，后續(xù)將提交國會審議、總統(tǒng)批準(zhǔn)并實(shí)施（一般在9月末總統(tǒng)簽署年度授權(quán)法案和撥款法案后，可確認(rèn)預(yù)算批復(fù)經(jīng)費(fèi)），通常申請額與批復(fù)額之間會有一些差異。2017財(cái)年美國高超聲速技術(shù)領(lǐng)域究竟能夠批復(fù)多少預(yù)算經(jīng)費(fèi)，取決于國防部（軍方）、國會和軍工企業(yè)之間的復(fù)雜博弈過程，有待進(jìn)一步觀察。