形形色色的高超聲速武器（五）：高超聲速飛機

在高超聲速武器中，高超聲速飛機是與高超聲速導彈、空間進入武器相并列的三大支柱。為實現(xiàn)高超聲速飛行，高超聲速飛機必須有相應(yīng)的動力裝置，解決高強度激波、表面溫度、噪聲和音爆等問題。當今世界，以美國為代表的先進軍事國家在高超聲速飛機方面進行了長期的探索，并研制了一些具體型號，取得了一定的進展。

高超聲速飛機最關(guān)鍵的組成是其超聲速燃燒沖壓發(fā)動機。該發(fā)動機作為沖壓發(fā)動機的一種，使用碳氫燃料或液氫燃料，空氣在發(fā)動機內(nèi)的流速始終保持為超聲速。超聲速燃燒沖壓發(fā)動機由進氣道、燃燒室、推進噴管三部分組成，比渦輪噴氣發(fā)動機設(shè)計簡單。所謂的“沖壓”，是利用迎面氣流進入發(fā)動機后減速、提高靜壓的過程。該過程不需要高速旋轉(zhuǎn)的、復雜的壓氣機。高速氣流經(jīng)擴張減速，氣壓和溫度升高后，進入燃燒室與燃油混合燃燒，溫度為2000～2200℃，甚至更高，經(jīng)膨脹加速，由噴口高速排出，產(chǎn)生推力，推動飛機進行高超聲速飛行。

洛馬公司SR-72“察打一體”無人機

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（簡稱“察打一體”）無人機，主要用于取代上世紀70年代研制的SR-71“黑鳥”高速高空偵察機。該無人機的設(shè)計指標如下：速度達6馬赫，采用大后掠梯形翼+邊條翼，單垂尾，雙發(fā)動機位于機翼下方，最大航程4300千米，其技術(shù)驗證機大小類似于一架戰(zhàn)斗機。

SR-72采用渦輪基沖壓組合動力系統(tǒng)（TBCC），飛行速度在馬赫數(shù)3以下時采用常規(guī)的渦輪風扇發(fā)動機，超過3馬赫之后雙模態(tài)沖壓發(fā)動機開始工作。洛馬公司于2013年首次透露了SR-72研制計劃，2017年公開表示具備研制驗證機的技術(shù)條件。

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

波音公司的高超聲速飛機方案

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

該驗證機可用來驗證軍用和民用高超聲速飛機相關(guān)的機體、系統(tǒng)和推進等關(guān)鍵技術(shù)，預計最早可于2023年或2024年實現(xiàn)首飛，軍機可在2030年前形成裝備，民機可在2030年代末投入運營。高超聲速民用飛機方案旨在研發(fā)一型載客量介于遠程商務(wù)機和波音737之間的客機，外形設(shè)計與ISR/打擊飛機相似，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)動機動力形式，并引入英國佩刀發(fā)動機的深度預冷技術(shù)，以解決渦輪沖壓發(fā)動機的推力陷阱問題。

歐洲發(fā)起的“高超聲速飛行試驗-國際合作”項目

歐洲長期致力于高超聲速民用飛機技術(shù)研究，曾通過LAPCAT、ATLLAS、Hexafly等一系列科研項目，開展了速度5馬赫和8馬赫高超聲速民用飛機的概念方案研究，在氣動、動力、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，通過高超聲速飛行試驗-國際合作（Hexafly-Int）項目的評審，計劃試飛一型速度馬赫數(shù)7～8、無動力的滑翔飛行平臺縮比樣機。該項目是歐洲高超聲速飛行試驗（Hexafly）的后續(xù)項目，其遠景目標是發(fā)展一型能夠2～3小時從歐洲飛至亞洲和澳洲的高超聲速民用飛機。其中，俄羅斯飛航中央空氣流體力學研究院負責在2019年完成該樣機的研制，目前正在進行CFD分析和風洞試驗。該樣機計劃在2020年進行飛行試驗。

俄羅斯的米格-41戰(zhàn)斗截擊機項目

俄羅斯米高揚飛機設(shè)計局早在2016年就披露，正在開展米格-41戰(zhàn)斗截擊機的設(shè)計工作，并期望在2025年前進入大批量生產(chǎn)。2018年，米高揚領(lǐng)導層透露，米格-41項目正在努力爭取列入俄羅斯《2018～2027年國家武器裝備計劃》，從而實現(xiàn)國家立項。米格-41戰(zhàn)斗截擊機也被稱為“未來遠程攔截航空綜合體”，與現(xiàn)役的米格-31戰(zhàn)斗機相比，堪稱一款全新的戰(zhàn)斗機，在很多方面的性能都有顯著提高。

米格-41戰(zhàn)斗截擊機最快航速可超過4馬赫甚至5馬赫，達到高超聲速飛機的標準，還將裝備超聲速導彈。據(jù)悉，米格-41戰(zhàn)斗截擊機可將自身送入衛(wèi)星軌道，能夠在外太空飛行，還具備攔截洲際彈道導彈的能力。米格-41戰(zhàn)斗截擊機具有很好的隱身能力?，F(xiàn)在，有人駕駛版米格-41戰(zhàn)斗截擊機正在研發(fā)中，無人機版本研發(fā)也在俄軍計劃中。（編輯/高緯時）