美军试验全球最大超燃冲压发动机 加速布局高超声速能力

美国空军研究实验室（AFRL）表示，日前AFRL联合阿诺德工程发展综合体（AEDC）和诺格公司，在AEDC完成了一款大型的超燃冲压发动机的地面试验，并获得了超过约5.9吨的推力。

该冲压发动机由诺格公司研制，总长约约5.5米。本轮试验一共持续了9个月，最大试验速度超过了马赫数4，发动机燃烧工作时长累计超过了30分钟。

这台超燃冲压发动机的大小与战斗机使用的传统涡轮喷气发动机差不多，而且比X-51A高超声速飞行器使用的超燃冲压发动机要大得多。X-51A的超燃冲压发动机很小，因此推力也小，仅产生了500~1000磅推力，而且在高超声速飞行下仅工作了210秒。这台大型的超燃冲压发动机的空气流量是X-51的10倍，因此如果它能够在飞行中重复地面测试性能，那么它将大大超过X-51A的成就，也是世界上最大型的碳氢燃料超燃冲压发动机。

X-51还是很小的，其发动机更小，而新超燃冲压发动机本身就和X-51一样大了。

诺格公司对此表示，“这型超燃冲压发动机在尺度上是与战斗机涡轮发动机相匹配的，在本轮试验中成功在较大范围马赫数内工作运行，且达到了史无前例的工作时长。本轮试验证明我们的技术取得了领先，完全有能力研制和交付大尺寸的高超声速平台。”

美军曾专门针对全国实验设施现状进行过摸底调查，结果发现全国范围内没有一座设施能够完成这种尺寸的大型超燃冲压发动机的地面试验。为解决该问题，AEDC的“气动与推进试验单元”（APTU）试验台进行了为期两年的升级改造，使其具备了大中型超燃冲压发动机在相关条件下的试验能力。

而为了增加高超声速试验能力，美军也对其他空气动力试验设施进行改造升级。例如在在经历数年周期、耗费大量科研经费后，AEDC的冯卡门气动试验站（VKF）的D风洞在今年完成重大改进升级，重新进入服役，未来将于AFRL高速系统处高速试验科负责管理。

D风洞最初定位于用作VKF A风洞的缩比验证风洞，现可产生马赫数1.5~5范围内的高速空气流场，持续时间最长可达5分钟。通常情况下，D风洞每次运行时间为30~90秒，每天可运行数次，两次运行的时间间隔最短可压缩至15~30分钟。

D风洞未来的试验任务将主要聚焦于服务两类项目，一是AFRL主导的高速飞行技术科研项目；二是由AEDC参与合作、研究内容介于AFRL主管的预研试验与AEDC主管的鉴定试验之间的科研试验项目。

目前，美国防部正在多线并行推进多个高超声速导弹演示验证与型号研制项目，包括DARPA主管的“战术助推滑翔”(TBG)、美国空军主管的“空射快速响应武器”(ARRW，即AGM-183A)、美国空军“高超声速常规打击武器”(HCSW)、美国海军“快速常规打击”(IR-CPS)和美国陆军“远程高超声速武器”(LRHW)等，这些项目全部都采用了助推滑翔的技术路线。其中TBG和HAWC同时有洛马和雷神这两家主承包商在进行竞争。

针对越来越多的高超声速项目，美国国防部表示，未来4年内将开展的40个飞行试验和3套基础性的高超声速（导弹）飞行器概念方案，统筹制定一个全面的高超声速导弹发展路线图，以解决国会对高超声速导弹越来越担心的潜在重复建设问题。未来4年内安排的40次飞行试验中，有约10次是采用吸气式超燃冲压发动机作为动力的高超声速飞行器；助推滑翔导弹飞行试验和巡航导弹飞行试验所取得的试验数据也将成为制定该路线图的基础输入。

与此同时，高超声速路线图同时也会统筹纳入反高超相关武器装备的发展战略。其中，新组建的太空发展局（SDA）和导弹防御局（MDA）目前已经提出了起步阶段的设想，即SDA提出的分布式天基卫星体系架构和MDA提出的“高超声速和弹道目跟踪与监视系统”（HBTSS）。

而且雷神公司CEO也曾表示，相比于高超声速武器而言，对高超声速武器的防御可能是一个更大的市场。这也可以理解，因为有能力拥有高超声速武器的毕竟是少数国家，但面临高超声速武器打击的国家则会有很多。

但是，这些项目的经费并不是都板上钉钉，美国众议院表示，2020财年预算申请案为这些项目都申请了经费，但不可能全部项目的经费申请都会获得批准，国会正在协商削减其中部分经费。高超声速预算（目前上报的2020财年申请总额为23亿美元、2020-2024财年计划申请总额高达105亿美元）同时面临多个国防部其他优先事务经费预算增长的威胁，例如核武器现代化、新潜艇、新轰炸机（B-21）等等。

因此高超声速项目也将是有选择的进行投入，而不是毫无选择的进行投资。