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【高超特辑】导弹?飞机?——美国高超声速武器技术发展预测

2015-04-29 海鹰资讯


技术攻关更贴近型号研制,加速弹用导引头与战斗部等技术研发

近年来,美国进行的大量高超声速飞行试验多为机体设计方案、超燃冲压发动机、热防护材料等技术的的演示验证项目,如X-43A、X-51A、HTV-2和AHW等,这些项目虽然拥有导弹武器背景,但本身仅为技术验证飞行器。


图1 2011年《美国空军科学与技术工程评估》高速武器发展路线图


2008年《美国国防部高超声速项目路线图》和2011年《美国空军科学与技术工程评估》高速武器发展路线图中,美国国防部和空军对除布局、推进技术外的导引头技术和战斗部技术也进行了规划,如图1所示。但2008年—2013年,美国的高超声速飞行器试飞多用于验证布局与推进技术。

此次公开的《高超声速飞行器技术成熟度(THV)研究》内容中称“大约能够在2025年前后实现”战术射程的空射高超声速打击武器,并明确提出“导引头和导引头集成技术具有最高优先级”和“探索适用于高超声速打击武器末端高速的杀伤弹药”,说明美国空军已经开始将研究重点转向更为贴近导弹武器的导引头和战斗部等分系统技术上。

同时,2014年8月25日出版的AviationWeek & Space Technology上有文章称美澳合作HIFiRE项目第2阶段“HIFiRE II”的计划将于2015-2024年之间开展,其目标是在2024年前为美国和澳大利亚空军提供“决定性的、快速响应的战术能力”(Responsiveand Decisive Tactical Capability)。

综合以上内容,推测美国未来高超声速技术发展将更加密切围绕型号研制,并有可能在2025年前后完成高超声速打击武器的研发。


发展助推器技术并着手解决弹-机兼容问题,提高在载机平台上的适用性


虽然图1内容“技术空白”部分提到的助推器问题和弹-机兼容性问题没有在《高超声速飞行器技术成熟度(THV)研究》的公开内容中有所体现,但美国近年来在高超声速试中的失败确实暴露出了助推器短板问题。

Aviation Week &Space Technology网站2014年10月6日发表文章,呼吁“在设计、发展高超声速武器的同时应重视助推器问题”,称2001年6月X-43A试飞事故、HTV-2试飞连续失败和X-51A第3次试飞事故的根本原因都是由助推器所引起的,充分显示出助推器对吸气式高超声速飞行器和助推-滑翔高超声速飞行器的重要性,并提出“只有高超声速飞行器和助推器同时正常工作才是真正的工作”。

此外,助推器技术对未来高超声速打击武器的弹-机兼容性也有着十分重要的影响。美国X-51A高超声速飞行器全系统(X-51A飞行器、适配器和助推器)长度为7.65m,质量1788kg。以此为参考,美国B-1、B-2、B-52等现役轰炸机具有携带该尺寸和质量导弹的能力。但F-22、F-35等先进战斗机由于强调隐身性能而采用了内埋武器舱,主要用来挂载少量的空空导弹(典型载荷如AIM-120导弹长度3.65m)和制导炸弹等。虽然F-22、F-35的翼下挂点具有携带大型载荷的能力(如F-22翼下单个挂点承载能力为2268kg),但外挂导弹会显著降低飞机的隐身性。

因此,实现系统小型化、发展高效助推器,解决弹机兼容问题也将是美国今后发展高超声速巡航导弹的一个重要研究领域。


基于高超声速打击武器技术发展可重复使用高超声速飞行器,预计2035年具备高超声速ISR飞行器研制能力


同时,在此次技术成熟度研究结尾部分,美国空军科学顾问委员会建议“保持当前高超声速情报、监视、侦察飞行器研发投入水平以备不时之需”。事实上,美国发展的高超声速打击武器技术与高超声速ISR飞行器之间有非常密切的联系(见图3)。此次《高超声速飞行器技术成熟度(THV)研究》称“当前技术成熟度在2035年前不能支撑高超声速情报、监视和侦察飞行器发展”,与洛马公司最新公布SR-72飞行器时所述内容大致相符,即先通过高超声速打击武器进一步验证相关技术,形成战斗力,随后发展难度更大的高超声速飞行器。就目前情况看来,高速涡轮技术应为美国发展TBCC高超声速飞行器的主要瓶颈。



图2 SR-72高超声速飞行器发展路线图


对此,洛马公司给出的判断是高超声速ISR飞行器将在“2030年具有作战能力”,尽管这与美国空军科学顾问委员会的判断不完全一致,但总体的发展方向是明确的。洛马公司的判断相对乐观,美国空军科学顾问委员会则是基于当前技术的预判,相对更客观。总体看来,美国近年来关注重点仍是高超声速打击武器,高超声速ISR飞行器距离服役应不少于20年。

美国空军此举研究高超声速飞行器技术成熟度,开始对导引头/导引头集成技术、引战系统与装药技术予以重视,并建议着手评估高超声速武器军事用途和作战样式,是美国将高超声速技术研究从基础科研和演示验证向武器装备研发方向转变的重要标志。以此次美国空军科学顾问委员会公开的高超声速飞行器技术成熟度评估内容为基础,结合相关信息,初步判断美国将于2025年前后研制出高超声速打击武器,并在未来进一步研制出高超声速ISR飞行器,以支持其战略的实施、提高军队作战水平、巩固美国武器装备的领先地位。(文/牛小文)



编辑:朵朵✿、大白(●—●)


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