美国高超声速飞机技术在研项目布局概况

本文转载自空天防务观察（ID：AerospaceWatch）

作者：中国航空工业发展研究中心 廖孟豪

自2015年以来，美空军首席科学家、空军研究实验室主任等高层领导在多个公开场合多次宣称将在2030年代研制一型寿命有限、性能有限的高超声速飞机，在2040年代研制一型长寿命、高性能的高超声速飞机。美国洛马公司更是在2013年底便宣称2030年完成SR-72高超声速飞机研制。然而，罗马并非一天能够建成。高超声速飞机这种高端航空武器装备的研发过程更是需要长达二十年以上的周期。本文以2017年为节点，利用开源情报信息，梳理分析了美国各界主导开展的高超声速飞机技术在研项目信息，以期纵览美国高超声速飞机技术科研项目布局概况，切实掌握美国高超声速飞机研发力度和进度。

一、演示验证类

集成演示验证是航空武器装备在研发过程中最具标志性的重大里程碑，通常也是高技术装备由技术预研转入型号研制的关键决策点。目前美国在研的演示验证类项目有2项，包括飞机类和发动机类各1项。

其中：飞机类演示验证项目为洛马公司自筹启动，经费规模为10亿美元，周期约6年；如进展顺利，有望在2023年完成验证机首飞，从而使美国高超声速飞机具备型号研制的技术条件。

美国高超声速飞机相关演示验证类公开项目情况表（中国航空工业发展研究中心，廖孟豪制作；引用请注明来源）

二、关键技术研究类

截止目前，从大量公开信息不难判断，美国军方主导的高超声速飞机科研工作仍处于以“技术推动”为主基调的预研阶段，主管机关为掌管美空军全部预研工作的美空军研究实验室（AFRL）。从本文罗列的在研项目信息可以看出，AFRL在高超声速飞机技术预研领域已经系统性地安排了包括总体气动、推进系统、材料结构与制造、机载系统（包括航电、机电）等技术方向，其中又以总体气动和推进系统等瓶颈技术为侧重点，布局全面，主次分明。

（1）总体气动。主要依托“高速作战平台支撑技术”（ETHOS）项目，计划投入3亿美元预算和7年时间，系统安排了Ma3以上高速／高超声速作战平台技术（包括飞机和可重复使用航天运载飞行器）的科研工作，全面提升相关技术的成熟度。

美国高超声速飞机领域主要开展总体气动研究的相关公开项目情况表（中国航空工业发展研究中心，廖孟豪制作；引用请注明来源）

（2）推进系统。以涡轮基冲压组合发动机（TBCC）为主线，布局了高速涡轮发动机、中等尺寸超燃冲压发动机等核心部件的技术攻关项目；同时以换热预冷动力技术为辅线安排相关技术探索和考核摸底研究。

美国高超声速飞机领域主要开展推进系统研发的相关公开项目情况表（中国航空工业发展研究中心，廖孟豪制作；引用请注明来源）

（3）材料结构与制造。以中等投资强度，在材料、结构以及相关制造工艺等方面面向企业和院校安排了研究项目，做好相关技术储备。

美国高超声速飞机领域主要开展材料结构与制造研究的相关公开项目情况表（中国航空工业发展研究中心，廖孟豪制作；引用请注明来源）

（4）机载系统。以较低投资强度，面向中小企业安排了电力生成系统、机载雷达系统和机载光电/红外系统等方向的探索性研究。

美国高超声速飞机领域主要开展机载系统研发的相关公开项目情况表（中国航空工业发展研究中心，廖孟豪制作；引用请注明来源）

三、条件保障类项目

高超声速试验设施是支撑掌握高超声速科学理论、验证关键技术以及开展装备工程研制不可或缺的基础能力。围绕高潮声速飞机需求，美空军重点安排了一个高超声速飞行试验平台的研制和试飞项目，试图通过大批量、高频次的飞行试验，快速提升高超声速技术成熟度。该项目虽然未披露预算信息，但本文分析认为，该项目若按计划顺利实施，其经费规模在项目周期内总计将超过12亿美元（该值不含飞行试验平台研制费，仅为利用该平台开展飞行试验的部分费用）。此外，美空军还安排了高空大气数据收集、中等尺寸超燃冲压发动机直连式地面试验设施、高超声速飞机设计仿真计算工具等新建或升级改造工作。

美国高超声速飞机领域主要条件保障类相关公开项目情况表（中国航空工业发展研究中心，廖孟豪制作；引用请注明来源）

四、小结

必须说明的是，本文所列项目一定不是美国在研项目的全部，而仅仅是公开的部分项目。尽管如此，通过这些项目，仍可管窥美国高超声速飞机科研全貌。总体上，美军主导的高超声速飞机研究已经全面布局开展技术攻关，并已启动分系统级演示验证；美国工业界主导的高超声速飞机研究即将启动飞机验证机演示验证。以2017年为节点，美国高超声速飞机技术在研项目布局特点包括：

（1）门类齐全，方向广泛。涵盖了集成演示验证、关键技术研究和条件保障等类别，技术方向涵盖了总体气动、推进、材料结构与制造、机电、航电、地面与飞行试验、建模仿真等。

（2）重点突出，主次分明。重点技术方向安排了总体、推进以及飞行试验平台等项目，稳步推进高超声速飞机瓶颈技术突破和成熟。相关航电、机电等技术则仅以较小投资开展技术探索。

（3）军方投资为主，企业自筹为辅。无论项目数量还是经费投入，美空军无疑是主导美国高超声速飞机技术研发的主管机关。在经费规模上，全部项目总计超过26亿美元，其中美空军主管项目经费超过15亿美元，洛马公司自筹项目经费10亿美元，DARPA主管项目经费不到1亿美元。不难预见，随着时间推移，美国各界将逐步启动更多高超声速飞机技术科研项目，投入经费规模将继续扩大。

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