国外高超声速飞行器计划研究进展

王渊 王舰 刘传生 田巨

摘  要：高超声速飞行器是未来战争中的重要突防手段，能够颠覆传统战争的作战方式，因此它具有极其重要的军事战略地位。目前国外各军事强国相继发展高超声速技术研究，高超声速飞行器项目的发展呈现白热化竞争状态。本文针对国外典型的高超声速飞行器计划的设计目标、战术特点、研发进展、项目关键技术等方面进行详细梳理分析，并对高超声速技术研发策略进行综合归纳。

关键词：高超声速飞行器，研究计划，关键技术，研发策略

引言

航空航天技术是高科技的制高点，在军事领域有着巨大的应用前景。高超声速飞行器是未来战争中的重要突防手段，能够颠覆传统战争的作战方式，因此它具有极其重要的军事战略地位。目前国外各军事强国相继发展高超声速技术研究，高超声速飞行器项目的发展呈现白热化竞争状态。

1美国高超声速飞行器研究计划

美国在高超声速飞行器领域的投入了巨大的研究精力，发展了多个超声速飞行器研究项目。下面将对美国高超声速飞行器计划的最新研究动态开展详细剖析。

1.1 美国与其他国家合作高超声速研究计划

为了减低研究成本，促进高超声速技术的快速发展，美国积极推进多个高超声速国际合作项目。HyShot计划就是其中一个国际合作典型案例，美国、德国、澳大利亚、韩国等多个国家在该项目里合作分工，极大的促进了各国的高超声速技术交流与发展。在该项目中利用各国已有的探空火箭技术对高超声速飞行器部件进行了大量的地面试验，包括各部件的结构整体性、振动试验、冲击试验、真空试验等。该计划进行多次飞行试验，取得了大量宝贵的试验数据。2004年美国国防部高级研究计划局和澳大利亚国防科学技术局共同开发了HyCAUSE 计划。该计划主要目的是研发超燃冲压发动机在高马赫数下的工作性能。计划里首先在地面开展了多项的超燃冲压发动机的关键技术试验，在技术相对成熟后再后进行飞行试验，这样的研发方式能够大大的降低飞行试验成本。2006年DSTO 与美国空军研究试验室（AFRL）联合研制了HIFiRE计划。该计划主要为了验证以超燃冲压发动机为推进系统的高超声速飞行器多项关键技术，为后续的研发和应用积累经验。HIFiRE项目进行了多项飞行试验，为后续的武器和导弹发射研发两个方面积累了大量的试验数据，打下了坚实的基础。HIFiRE合作项目在多个关键技术取得了突破，对合作双方高超声速技术的研究和验证起到了极大的促进作用。

1.2 美国高超声速技术研究最新动态

战略级射程AHW 项目是美国常规快速全球打击计划中的重要子项目。该计划的目标是提供对高风险目标远程精确打击的能力。AHW 项目一共进行了两次试飞。2011年飞行器首飞从导弹靶场发射，以马赫数6.5的巡航速度在30分钟内飞行了4000 km距离，顺利抵达测试阵地。AHW 项目的高超声速飞行器通过助推-滑翔完成射程，并演示验证先进热防护系统、制导与控制等核心技术。但是第二次试飞发射大约4秒后由于技术故障试飞失败。但在AHW 项目的成熟技术基础上，美国继续研发了通用高超声速滑翔体（ C-HGB） ，可以装备在陆/海/空基高超声速导弹，形成新的战略武器。

在战术射程的高超声速打击武器方面，原来HSSW项目由于战略目的需要演化发展成了两个子项目 （ HAWC） 和 （ TBG）。TBG项目起源HTV-2计划，主要研发单位是美国国防部高级研究计划局，其目标是开发一种战術级空射型高超声速助推滑翔导弹。其研制重点在于验证飞行器可行性及有效性。目前项目已经开展作战概念、导弹概念、演示验证方案等顶层研究论证以及总体方案初步设计;下一步将项目飞行器的详细设计、研制和试飞。美国空军为了加快研制高超声速巡航导弹武器，在2014年提出了吸气式高超声速导弹（ HAWC） 项目研发，这是高速打击武器（ HSSW） 项目的后续计划。项目主要由美国空军研究实验室（ AFRL） 负责，其目标是研发一种空射式的吸气高超声速巡航导弹，用来突破对敌方先进防空系统，提升作战能力。HAWC 项目重点关注解决高超声速巡航导弹的可行性、有效性、经济性等问题， HAWC 项目已经进入到开展武器系统的演示验证阶段工作。此外，HAWC 项目的研发技术可能会延伸应用到美国海军相关项目。

为了开发一种能够在战斗机平台上使用同时采用滑翔技术作为助推的高超声速武器。美国空军在2018年提出研制了空射快速响应武器（ARRW）项目。该项目动力研发技术则是直接沿用了美国TBG项目的技术。TBG项目研制周期跨度较长，其研发成果丰硕，被多次再开发与应用。ARRW项目里若干关键技术均源自TBG项目的前期技术积累。目前，ARRW 项目已经完成初步设计评审，并开展了挂载武器（编号为AGM-183A）飞行试验。

2018 年 3 月，DARPA 和美国陆军联合启动作战火力（ OpFires） 项目的研制，其目标为开发一种新型远程精确火力的陆基发射系统，并快速地打击关键战略目标。该项目经过初期推进系统的设计和方案关键技术验证后，并对推进系统进行了地面点火试验，下一步的工作将会开展陆基机动作战系统设计和原型武器系统飞行演示验证。

2其他国家高超声速飞行器研究计划

俄罗斯近些年来一直大力发展高超声速武器，目的是建立起一个完整武器打击体系，实现立体化全方面攻击目标。现在部分武器进入服役阶段。目前，战术射程的锆石新型高超声速巡航导弹研制工作进展比较顺利，并且完成了陆基、海基等飞行试验，空射轻型的锆石导弹也在紧锣密鼓的研发。锆石高超声速导弹的射程能够覆盖1000Km内的范围。预计今后会装备在海军的水面舰艇和潜艇上。另外在战略射程方面俄罗斯还计划研发滑翔飞行器 YU-71。匕首高超声速弹道导弹已经完成多次试射，目前已经可以装备到部队，它可以提供防区外精确打击。先锋再入滑翔导弹是一种战略型的武器，它是设计相对比较新颖。加上制导系统不断完善，它的威力不容小视，目前该型导弹已经进入生产阶段。A7F2C8BF-B95D-4F22-8EC5-0995DAE547A0

目前，日本也发布了其高超音速武器的研发路线图，确认研发新型武器提升国防力量。日本将部署两类防区外高超音速系统——高超声速巡航导弹（HCM）和高超声速滑翔弹（HVGP）。前者将由超燃冲压发动机提供动力，看起来类似于典型的导弹，但是它能以更高的速度巡航，同时能够远程飞行。另一方面，HVGP将配备一个固体燃料火箭发动机，该发动机将在分离前将弹头有效载荷提升到一个较高的高度，然后利用其高度滑翔至目标，以保持高速直到击中目标。日本还披露了有关弹头有效载荷的更多细节，计划为海上和陆地目标提供不同的弹头。前者将是专门为穿透“航空母舰甲板”而设计的穿甲弹头，而陆上攻击型将使用高密度爆炸成型弹丸（EFP）进行区域压制。

法国在目前也在不断推进高超声速导弹武器研发，用来升级军队的作战力量。法国研制的高超声速滑翔飞行器技术验证机项目已经启动，该滑翔器属于吸气式飞行器，目前已经开展了飞行试验;另外还开展了使用超燃冲压发动机作为动力装置的高超声速导弹项目ASN4G，其研发过程进展顺利，多项关键技术得到验证，未来将装备到现役部队，不断提升法国国防军事能力。

英国正在探索发展高超声速打击能力的选择，包括可能与法国联合进行的未来巡航/反舰武器项目，以取代“风暴之影”/ SCALP巡航导弹，以及从2030年代以后替代“飞鱼”和“鱼叉”反舰导弹。另外英国的佩刀发动机的关键技术验证也已经完成了，目前将进入下一阶段的研发。

印度目前在研发高超声速武器项目，该项目命名为布拉莫斯-2，由俄印联合开发， 布拉莫斯-2旨在成为一款HCM，设计目标为以5～7倍声速巡航。印度还研发了一款由超燃冲压发动机为动力的超声速技术演示飞行器（HSTDV），目的是支持HCM类型飞行器的开发，但由于“烈火-1”火箭（HSTDV的发射平台）的技术问题，试飞于2019年6月失败了。

3 启示与展望

从各国的高超声速技术研发过程来看，都是经过不断地摸索确立了一套相对成熟的研发路径：一般是先开展项目需求和可行性分析，然后再确定具体研发目标，进行关键技术突破，开展部件系统实验，再接着进行地面整机试验，最后进行飞行演示验证。整个过程采取逐步推进的策略，环环相扣，研发流程比较科学，不盲目追求创新，研发风险得到有效的管理。另外高超声速领域技术的研发具有开放性，一般由多个研发部门联合研制或者鼓励竞争，最大化的利用资源，力求研发力量得到最佳组合。项目研究的顶层规划性较好，管理体系比较成熟，各部门分工明确，这样就使得研究计划具有延续性，并且研究成果应用不再是单一层面，即使原计划失败后仍然可以在其他计划得到应用，资源不浪费，经验与技术得到较好的延续和积累。由于高超声速技术不仅是多学科交叉的研究领域，还需要统筹规划，多部门分工合作，未来各国还将继续在基础理论研发、关键技术攻关、人才储备、试验设备等方面大大投入力量。

4 结束语

本文针对国外典型的高超声速飞行器计划的设计目标、战术特点、研发进展、项目关键技术等方面进行详细梳理分析;并总结了国外经过不断地摸索确立的一套循序渐进、相对成熟的研发路径，其研发策略值得借鉴。

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