“三步走”变“六步走”——美国空军高超声速飞机发展路线预测

2016年，美国空军研究实验室（AFRL）接连发布了两份信息征询/调研公告，一份为可以较低成本大量重复、频繁使用的高超声速试飞平台研制试飞项目信息征询书；一份为高速作战平台支撑技术科研能力调研公告。两份公告披露了美国空军研究实验室对未来高速／高超声速飞机发展路线的构想。本文在此前“三步走”发展路线的基础上，结合最新公开情报信息，预测勾画了美国空军高超声速飞机“三段六步”的细化版发展路线图。

一、老版路线图预测：“三步走”——验证机、低寿命、高寿命

2011年美国空军高速飞机路线图明确提出首先发展技术验证机的思路，并计划在2021年实现首飞。同时洛马公司等也提出了在2023年先发展验证机的计划，侧面印证了美军先做验证机的思路。美国空军研究实验室主任马谢洛少将、美国空军新任首席科学家扎卡莱斯等高官在公开场合多次发表了对高超声速飞机装备的展望，即：到2030年代，高超声速飞机将达到足够的技术成熟度用于实施战术打击和情报、监视与侦察（ISR）任务，但可重复使用次数有限，仅具备较短的寿命周期；到2040年代，高超声速飞机能够具备持久的可重复使用能力，执行打击和ISR任务。综合分析认为，美国空军高超声速飞机将采用“三步走”的发展路线：即在2025年前实现验证机首飞；在2030年代前半叶，即2035年前率先形成一型性能有限的高超声速飞机装备，满足作战急需；在2045年前后通过技术进步，形成符合前文所列远景目标图像的高性能高超声速作战飞机。

美国空军研究实验室主任马谢洛少将2015年披露的高超声速路线图（美国空军研究实验室图片）

二、美国空军研究实验室最新发布的两份公告内容简介

2016年5月，美国空军研究实验室公开发布了“高频次、低成本高超声速飞行试验”（HyRAX）项目的信息征询书。HyRAX项目旨在通过研制试飞一型可重复使用的高超声速试飞平台，用于开展高频次、低成本、航时较长的高超声速飞行试验，提升包括气动、自主控制、材料、推进、结构和机载系统在内的高超声速技术成熟度，同时掌握高超声速科学测量方法及测试技术。项目目标是在不超过4年的时间内（即2020年前）实现平台首飞，用于支撑完成后续至少5年时间内（即2025年前）的各类飞行试验。项目计划制造3架试飞平台，每架要求具有200～400架次以上的使用寿命。

2016年8月，美国空军研究实验室公开发布了名为“高速作战系统支撑技术”（ETHOS）的调研公告，摸底美国工业界在高速作战平台领域的工业基础、技术水平和人才队伍等，为该机构制定相关规划或指南提供支撑。调研公告透露，美国空军研究实验室将有计划地开展高速（马赫数3以上）作战平台技术的识别、研发、成熟和验证等工作，在2025年前将用于ISR和打击的高速作战平台涉及的各项技术发展提升到技术成熟度6级，在2028年前完成可翻修后重复使用的高速作战系统验证机试飞验证，在2035年前完成可快速周转、不经翻修即可完全重复使用的验证机试飞验证。验证机将采取“先机载发射、再水平起降”的思路分两步发展，即：（1）利用载机从空中放飞，分离后利用火箭助推到高超声速，再利用吸气式动力巡航；（2）采用组合发动机，实现在常规跑道上水平起降。

三、新版路线图预测：“三段六步”——试飞平台、空射型、水平起降型

结合前文美国空军研究实验室高官披露的相关信息可以推测，美国空军高超声速飞机的发展路线可以进一步细化为“三段六步”：

美国空军高超声速飞机“三段六步”发展路线图预测（中国航空工业发展研究中心绘制）

第一阶段为2016－2025年前完成大部分技术的飞行验证，其中第一步到2020年，研制生产3架可用于高频次、低成本开展高超声速技术飞行试验的通用试飞平台，推测该平台为机载发射、水平着陆回收的飞行平台（类似X-15试验机）；第二步为2020－2025年前后，利用3架通用试飞平台，开展约1000架次规模的高超声速技术飞行试验，将高超声速飞机涉及的大部分技术逐个提升到技术成熟度6级的水平。

第二阶段为2025－2035年完成寿命有限、性能有限的空射型高超声速飞机装备研制，其中第三步为2025年前－2028年，瞄准作战装备，研制机载发射／水平着陆的可翻修后重复使用的高超声速飞机验证机，完成技术集成飞行验证；第四步为2028－2035年，基于该验证机，快速转化形成同型装备，满足作战急需。

第三阶段为2028－2045年完成长寿命、高性能的水平起降高超声速飞机装备研制，其中第五步为2028－2035年，瞄准前文所述远景目标图像（马赫数5～7、高度25～30千米、航程5500千米），研制水平起降、完全可重复使用的高超声速飞机验证机并完成集成验证；第六步为2035－2045年，基于该验证机，研制形成同型装备，满足最终作战需求。

四、关于新路线图的补充说明

新路线图只是一个初步预测结果，例如各阶段的起止年份仅供粗略参考，各阶段发展的验证机或装备可能存在多种构型等等。原因在于：（1）美国空军目前对高超声速飞机的发展可能也仅是初步构想，还没有制定出具体计划；（2）即使美国空军已经制定了详细的计划，仅凭开源情报也无法全部掌握；美国空军每年230亿美元的科研预算中涉密科研项目预算高达110亿美元。

尽管如此，由于与此前预测的老版“三步走”路线图以及大量公开信息能够形成印证，也符合美军新型高技术航空武器装备的发展规律和各界对高超声速飞机技术发展的普遍看法，因此新路线图仍然具备一定可信度。此外，新路线图所反映的以下几点思路值得高度关注和参考借鉴：

（1）先发展通用试飞平台，低成本、高频次地开展大规模飞行试验，快速大幅提升各项技术的成熟度。

（2）先发展空射起飞/水平着陆的空射型飞机，实现可翻修后再次重复使用，虽然可能存在重复使用寿命有限等不足，但可快速投入实战；再发展水平起降和长寿命的飞机。

（3）先发展技术验证机，再发展型号装备，逐步推进，降低技术风险。

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