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寻求突破

2016-07-14温杰

航空世界 2016年5期
关键词:洛马马赫数超声速

温杰

3月15日,洛马公司董事长兼首席执行官玛丽琳·休森在本公司年度媒体日上表示,洛马公司凭借着长期设计和生产高速飞机的经验,正在研制一种可操纵、低阻力的气动构型,能够实现从起飞逐渐加速到亚声速、跨声速、超声速、高超声速直到马赫数6的稳定工作。

高超声速的定义是飞行器的飞行速度达到马赫数5左右,即声速的5倍,相当于5800千米/时。直观地说,一架以高超声速飞行的喷气式飞机能在大约30分钟内横跨美国本土。虽然在极端温度和热载荷条件下达到和保持这样的速度极其困难,但美国在60年前就已经具备了制造助推滑翔式武器和助推巡航式武器的能力。

早在20世纪60年代,NASA的X-15验证机在试飞中就达到了马赫数5。跨入21世纪,美国国防部开始加快发展高超声速技术的步伐。2013年,美国空军的X-51A验证机从B-52H轰炸机的机翼下助推点火后,在18280米高空达到了马赫数5.1。

不过,发展一种高超声速武器需要不菲的投资,在技术上也面临着多种挑战。因此,五角大楼在数十年时间里依然选择把资金投向更为传统的一些武器技术,应对当前面临的各种威胁。然而,随着俄罗斯和中国不断研发地空导弹系统和各种防空武器来抵御美国军方的突防能力,五角大楼高层正在大力推动高超声速技术的研制工作,作为应对反介入与区域拒止(A2/AD)环境的一种手段。

为满足这种作战需求,洛马公司正在研发一些创新性技术,使长航时、高机动、高超声速飞行成为可能。这些突破包括新型热保护系统、创新空气动力外形、导航制导和控制改进,以及远程通信能力等。在此之前,洛马公司就已经支持过高超声速技术的研制项目。2011年,该公司与美国国防部先进项目研究局(DARPA)合作,测试过一种设计速度达到马赫数20的HTV-2高超声速飞行器。但是在试飞过程中,气动摩擦产生的热量烧穿了HTV-2验证机的外壳,导致飞行试验失败。

根据从HTV-2项目获得的经验和教训,洛马公司目前正在针对美国国防部的需求发展两个新的高超声速项目:高超声速吸气式武器概念(HAWC)和战术级助推滑翔(TBG)飞行器。

目前,臭鼬工厂正在与航空喷气·火箭动力公司密切合作,进一步成熟HAWC的相关技术。这是DARPA与美国空军联合实施的一个项目,预计在今年夏天授予一项研制合同。3月底,洛马公司已经向DARPA提交了一份HAWC设计方案。根据设计,HAWC采用助推器爬升到预定高度,然后点燃一台超燃冲压发动机,利用从外部吸入的氧气与燃料混合,逐步加速到马赫数5以上。如果获得合同,HAWC验证机将在2018年实现首飞。

另外,洛马公司与雷神公司还分别赢得了TBG项目的第一阶段合同。TBG是一种高速滑翔武器,从通用垂直发射筒内发射升空,助推并加速到马赫数5以上,然后以滑翔方式打击目标。这种武器的飞行轨迹类似于HTV-2验证机。

当天,休森还向外界展示了第三种高超声速飞行器概念的图片。这种飞行器在外形上类似于HAWC,但不同于HAWC采用一次性火箭助推器,而是采用了一种可重复使用的涡轮基组合循环发动机。目前,DARPA项目还没有完全掌握这种技术,因此洛马公司仍需要进一步研究和成熟这种推进技术。

休森指出,最重要的是,洛马公司正在证明能以可接受的价格生产一种高超声速飞行器,目前估计只需不到10亿美元就能设计、制造和试飞一种外形尺寸类似于F-22战斗机的高超声速验证机。

尽管当前面临着防务预算紧缩的冲击,洛马公司官员仍然表示,坚信五角大楼将大力投资高超声速技术。为此,洛马公司航空系统分部的执行副总裁奥兰多·卡瓦略在接受采访时表示,随着工业界不断研制和发展这种技术,高超声速武器的材料和部件逐渐变得更加成熟,采购成本已经可以让军方接受。

休森认为,五角大楼已经明确表示出发展高超声速武器的意愿,因此目前是投资发展高超声速技术的绝佳时机,以便尽快满足军方以速度制胜世界范围内的各种威胁的需求。洛马公司预计,美国国防部可以在2020年拥有高超声速武器,将在2030年装备一种有人驾驶或无人驾驶的高超声速飞机。

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