2018年度国外高超声速飞行器发展动向盘点
二、俄罗斯
1.突袭式公布两型涉核的高超声速导弹装备,稳步推进舰载高超声速反舰导弹
2018年3月1日,俄罗斯总统普京在年度国情咨文中首次公开披露了“匕首”空射型高超声速导弹系统和“先锋”井射型高超声速导弹系统,前者采用米格-31K作为专用载机,最大速度马赫数10,最大射程达2000千米,已于2017年底开始战斗值班;后者最大速度超过马赫数20,射程推测可达10000千米以上,计划2019年进入战斗值班。两者均可携带核或常规战斗部。与此同时,俄军继续同步推进“锆石”舰射型高超声速反舰导弹的研制工作,于2018年底完成了最新一次飞行试验,试验中最大飞行速度再次达到了马赫数8。该弹计划2022年完成列装。2019年2月,普京在年度国庆咨文中披露该弹最大飞行速度达马赫数9,射程达1000千米,并确认正按计划如期推进。
“匕首”空射型高超声速导弹系统实景图和“先锋”导弹高超声速滑翔弹头外形示意图(俄罗斯国家电视台视频截图)
2.继续开展马赫数4级米格-41飞机技术研究,持续推动项目立项
俄罗斯米高扬飞机设计局早在2016年就披露,正在开展米格-41(最大飞行速度可达马赫数4.1~4.3)的设计工作,并期望在2025年前进入大批量生产。2018年,米高扬领导层透露,米格-41项目正在努力争取列入俄罗斯《2018-2027年国家武器装备计划》,从而实现国家立项。截止目前,未见公开报道披露米格-41是否实现立项。
3.瞄准火箭动力的可重复使用航天运载飞行器,开展样机研制
2019年2月,俄媒透露,俄罗斯科学院管理的“国际科学光学检测网”(ISON)机构研制一型采用单台火箭发动机的可重复使用航天运载飞行器。俄航天局对该机表达了兴趣,并且据称投入科研经费。据ISON总经理宣称,该机采用现役的火箭发动机(即“安加拉”号运载火箭上面级采用的14D30发动机),无人驾驶,由母机从空中投放后点火爬升、加速,可在160千米高空达到马赫数7,可将载荷发射至500千米的地球轨道,发射完载荷后利用降落伞辅助完成水平着陆,每架飞行器可重复飞行50架次。该机目前尚处于技术发展研究阶段,该阶段获得了84万美元的启动投资,预计第二阶段需要430万美元经费,预计2023年开始可进行相关飞行试验。
ISON设计的可重复使用航天运载飞行器概念图(俄罗斯新闻社图片)
三、欧日等其他国家
1.瞄准高超声速导弹应用,法日等分别启动和加速相关技术研究与飞行验证
2019年1月,法国防长宣布,将在2021年进行一型高超声速滑翔飞行器验证机的飞行试验。该项目编号为V-max(意为“实验性机动飞行器”),主管部门是法国国防采办局,总承包商是欧洲阿里安集团。项目目标是评价鉴定滑翔飞行器概念的潜在优势和局限,开展相关关键技术研究,如探索适合的结构材料、分析研究该滑翔飞行器所能携带的战斗部重量等。
2018年,日本加大了高超声速助推滑翔导弹技术研究力度,在2018财年已获批0.4亿美元预算的基础上,在2019财年预算中进一步申请了1.2亿美元经费,加快推动关键技术攻关,并计划在2026年形成第一代高超声速助推滑翔导弹(采用圆锥体滑翔弹头),2028年形成第二代高超滑翔导弹(采用扁平滑翔弹头),据称导弹射程均为300~500千米。同时,日本还披露,瞄准高超声速巡航导弹应用,计划开展超燃冲压发动机、热防护材料等技术研究,并计划在2023年到2025年间进行相关试验。
2.瞄准高超声速民用飞机应用,欧洲联合俄澳等多个国家继续推动高超声速飞行平台技术研究与验证
2018年年底,欧洲联合俄罗斯、澳大利亚和巴西等国,通过“高超声速飞行试验-国际合作”(Hexafly-Int)项目,完成了一型马赫数7-8级高超声速滑翔飞行平台概念方案的评审工作。Hexafly-Int项目计划试飞一型速度马赫数7-8、无动力的滑翔飞行平台缩比样机。其中,俄罗斯中央空气流体力学研究院负责在2019年完成该样机的研制,目前正在进行计算流体力学分析和风洞试验。该样机计划在2020年进行飞行试验,其远景目标是发展一型能够2~3小时从欧洲飞至亚洲和澳洲的高超声速民用飞机。欧洲长期致力于高超声速民用飞机技术研究,曾依托LAPCAT、ATLLAS、Hexafly等一系列科研项目开展了马赫数5级和马赫数8级高超声速民用飞机概念方案研究,在气动、动力、结构和材料等方面取得了一系列研究成果。
3.英反作用发动机公司再获波音和罗罗的战略投资,稳步推进“佩刀”发动机验证机地面试验台建设
2018年,英国反作用发动机公司(REL)成功完成新一轮融资,获投资金达3750万美元。更重要的是,在本轮融资中,继BAE系统公司之后,波音和罗罗成为新的战略投资方,极大增强了公司“佩刀”发动机验证机的发展前景。2018年,REL公司在美国新建的TF2号试验站完成了首台预冷却器样机(HTX)与相关辅助设备的装配,选定了美国通用电气公司J79涡喷发动机作为热源来开展HTX高温考核地面试验验证,并完成了J79的安装试车等工作。同时,REL公司稳步推进英国TF1试验站的建设工作,预计2019年具备试验运行条件。根据目前进度,公司计划在2020年进行20吨推力量级的“佩刀”发动机验证机核心机试验,2021年进行整机试验。
20吨推力量级的SABRE发动机验证机概念图(美国《航空周刊与空间技术》图片)
四、结束语
随着需求不断细化和技术不断进展,高超声速飞行器的发展重心已从技术研究逐步向型号装备转进,总体技术路线和装备技术方案正在发生调整和细化,这些小变化的逐渐积累可能最终会引起一些方向性的大变化,值得密切关注和高度重视。
(中国航空工业发展研究中心 廖孟豪)
本篇供稿:系统工程研究所
运 营:李沅栩
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