高超声速技术的军事价值课题研究报告

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高超声速飞行器技术突破探究

高超声速飞行器技术突破探究

高超声速飞行器技术突破探究高超声速飞行器是指飞行速度超过音速5倍以上的飞行器。

相比传统的亚音速和超音速飞行器,高超声速飞行器具有更高的速度、更大的机动能力以及更强大的打击力,被认为是未来军事技术发展的重要方向之一。

近年来,全球范围内科学家和研究机构不断努力,试图突破高超声速飞行器技术的限制,以满足国家安全和军事需求。

高超声速飞行器技术的突破探究涉及多个关键领域和关键技术。

首先,需要解决的是材料和热防护技术。

由于高超声速飞行器飞行时受到极高的温度和压力影响,传统材料无法承受这样的环境,因此需要开发新材料和热防护技术,以确保飞行器在高速飞行状态下的耐久性和安全性。

其次,飞行器的动力系统也是一个关键问题。

高超声速飞行器需要具备强大的发动机推力,以克服巨大的风阻和惯性阻力。

传统的喷气发动机和火箭发动机无法满足高超声速飞行器的需求,因此需要采用新型的推进系统,如超燃冲压发动机和核能推进系统,以实现高超声速飞行器的高速和机动性。

此外,导航和控制系统也是高超声速飞行器技术突破的关键。

在高速飞行过程中,导航和控制系统需要具备高度的精确性和灵活性,以应对复杂的飞行环境和任务需求。

同时,高超声速飞行器的机动能力也对控制系统提出了更高的要求,需要提供更精确和快速的响应,以实现飞行器的稳定和精确的机动性。

此外,高超声速飞行器还需要具备高度的隐身性能。

尽管高超声速飞行器的速度非常快,但由于其击打目标的时间窗口非常短暂,被发现的风险也相应增加。

因此,高超声速飞行器需要采用隐身技术,减小被探测的概率,提高生存能力和任务执行的成功率。

综上所述,高超声速飞行器技术突破探究需要解决材料和热防护技术、动力系统、导航和控制系统以及隐身性能等多个关键问题。

在这些关键领域中,科学家和研究机构正不断寻求突破,并取得了一些重要进展。

例如,新型的超燃冲压发动机和核能推进系统正在不断研究和开发中,新材料和热防护技术也在逐渐成熟。

同时,导航和控制系统以及隐身技术也得到了长足发展。

高超声速飞行器的推进技术研究

高超声速飞行器的推进技术研究

高超声速飞行器的推进技术研究在当今航空航天领域,高超声速飞行器的发展备受瞩目。

高超声速飞行器具有极高的飞行速度,能够在短时间内抵达遥远的目标,这使得其在军事、民用等多个领域都具有巨大的应用潜力。

而推进技术则是高超声速飞行器研发中的关键环节,直接决定了飞行器的性能和可行性。

一、高超声速飞行器推进技术的特点高超声速飞行器的推进技术面临着诸多独特的挑战和要求。

首先,由于飞行速度极高,飞行器与空气之间的摩擦会产生巨大的热量,这就需要推进系统能够在高温环境下稳定工作。

其次,高超声速飞行时的空气动力学特性与传统飞行器有很大不同,推进系统需要适应这种复杂的气流条件。

再者,为了实现高超声速飞行,推进系统需要提供强大的推力,同时还要具有较高的效率,以保证飞行器的航程和续航能力。

二、常见的高超声速飞行器推进技术1、超燃冲压发动机超燃冲压发动机是目前高超声速飞行器推进技术中的研究热点之一。

它利用飞行器在高超声速飞行时产生的高速气流直接进入燃烧室进行燃烧,从而产生推力。

超燃冲压发动机具有结构简单、重量轻、推力大等优点,但它的技术难度也非常高,需要解决燃料的快速混合、燃烧稳定性以及在高温高压环境下的材料问题等。

2、火箭发动机火箭发动机是一种传统的推进技术,也可以用于高超声速飞行器。

它通过燃烧燃料和氧化剂产生高温高压气体,经喷管加速排出产生推力。

火箭发动机的推力大、工作时间长,但燃料消耗量大,成本较高。

3、组合发动机为了充分发挥不同推进技术的优势,组合发动机成为了高超声速飞行器推进的一种重要选择。

例如,将火箭发动机与超燃冲压发动机组合,可以在不同的飞行阶段使用不同的发动机,以满足飞行器的各种需求。

三、高超声速飞行器推进技术的关键问题1、燃料燃烧与混合在高超声速条件下,燃料的燃烧和混合过程变得非常复杂。

由于气流速度快,燃料和空气在极短的时间内需要完成混合和燃烧,这对燃烧室内的流动和燃烧组织提出了极高的要求。

2、热防护高超声速飞行产生的高温会对发动机部件造成严重的热损伤,因此需要有效的热防护措施。

高超声速飞行器技术研究

高超声速飞行器技术研究

高超声速飞行器技术研究第一章研究背景高超声速飞行器技术是目前国际上航空飞行领域最具前沿性的重要研究方向之一。

这种新型飞行器能够在大气层极高速度下飞行,具有极强的机动能力和抗干扰能力,实用价值极高。

目前,美国、俄罗斯、中国等国家都在积极开展高超声速飞行器技术研究,目的在于提高自身国防实力,并拓展民用领域的应用前景。

第二章技术现状目前,全世界在高超声速飞行器技术方面的研究可分为两大类,即飞行器的气动布局和运动控制。

在气动布局方面,高超声速飞行器主要分为气动光滑体、球弹、掠面机翼等几种形式。

在运动控制方面,高超声速飞行器涉及多学科交叉,主要包括热防护材料、涡流制动、魔方阵控制等方面。

在美国,高超声速技术一直是国防部关注的重点领域。

美国空军和海军等军方单位已经开展了多年的高超声速飞行器研究,先后研制出多款高超声速飞行器,如X-51Waverider、X-43A、X-15等。

我国自2000年开始开展高超声速技术研究,随着国家实力的不断增强,高超声速飞行器技术也取得了长足发展。

中国航空航天工业集团、中国航天科技集团等国内航空工业领域企业已相继进行高超声速飞行器技术研究和开发计划,取得了多项成果,推动了我国高超声速技术的发展。

目前,我国的高超声速技术主要应用于航空军事、纵深打击、反导拦截和航空航天探测等领域,同时对于物理科学、可再生能源、环保等方面也有着广泛的探索和研究。

第三章技术难点高超声速飞行器技术的研究难点主要集中于以下几个方面:1. 气动布局方面。

高超声速飞行器面临着气动热、气动力等诸多问题,设计合理的气动布局是高超声速飞行器研究的重中之重。

2. 热防护材料方面。

高超声速飞行器的速度较快,摩擦加热程度极高,需要采用超高温热防护材料。

3. 运动控制方面。

高超声速飞行器的机动和操控能力需要达到极高水平,运动控制的研究和应用是高超声速飞行器研究的重要目标。

第四章技术前景高超声速飞行器技术的应用前景非常广阔。

高超音速武器系统的关键技术研究

高超音速武器系统的关键技术研究

高超音速武器系统的关键技术研究在当今世界的军事领域,高超音速武器系统无疑是一项具有重大战略意义和变革性的技术。

高超音速武器以其极快的速度、高度的机动性和强大的突防能力,正在重塑现代战争的格局。

要实现高超音速武器系统的成功研发和应用,需要攻克一系列关键技术。

首先,推进技术是高超音速武器系统的核心之一。

传统的火箭发动机在高超音速飞行中面临着诸多挑战,如燃烧不稳定、热防护问题等。

目前,超燃冲压发动机技术备受关注。

超燃冲压发动机能够在高超音速条件下实现高效的燃烧和推力产生。

然而,要实现超燃冲压发动机的稳定工作和高性能,需要对进气道设计、燃料喷射与燃烧控制等方面进行深入研究。

进气道的设计要能够在高速气流中有效地捕获和压缩空气,为燃烧提供合适的条件。

燃料喷射和燃烧控制则需要精确的计算和实验研究,以确保燃料在极短的时间内充分燃烧,产生强大的推力。

材料技术也是至关重要的一环。

在高超音速飞行中,武器表面会与空气产生强烈的摩擦,导致极高的温度。

因此,需要研发能够承受高温、高强度和抗氧化的新型材料。

例如,陶瓷基复合材料、碳碳复合材料等具有出色的耐高温性能,但在实际应用中还需要解决其脆性、可靠性等问题。

此外,热防护涂层技术也是关键,能够有效降低热量向武器内部传递,保护内部结构和设备的正常运行。

制导与控制技术是高超音速武器系统实现精确打击的关键。

由于高超音速飞行的速度极快,飞行环境复杂多变,传统的制导与控制方法难以满足要求。

需要发展先进的传感器技术,如红外、雷达等多模复合制导,以提高对目标的探测和识别能力。

同时,基于先进的算法和模型,实现对高超音速武器飞行轨迹的精确预测和控制。

在飞行过程中,还需要考虑空气动力学的非线性效应、气动热对结构的影响等因素,对控制策略进行实时调整和优化。

空气动力学设计也是一项重要的关键技术。

高超音速飞行中的空气动力学现象与传统飞行有很大的不同,如激波的产生、边界层的分离等。

优化武器的外形设计,减小阻力、提高升阻比,对于提高飞行性能和射程具有重要意义。

高超音速武器的技术与应用分析

高超音速武器的技术与应用分析

高超音速武器的技术与应用分析在当今的军事领域,高超音速武器无疑是一项具有革命性意义的技术突破。

这种武器的出现,不仅改变了战争的规则,也对各国的军事战略和防御体系产生了深远的影响。

一、高超音速武器的定义与特点高超音速武器,一般是指飞行速度超过 5 倍音速(约合每小时 6000 公里)的武器系统。

与传统武器相比,它具有以下显著特点:1、速度极快高超音速使得敌方的防御系统反应时间大大缩短。

传统的防空和反导系统在面对如此高速的目标时,往往难以有效拦截。

2、突防能力强由于速度快,高超音速武器在飞行过程中能够产生高温等离子体,这会干扰敌方的雷达探测和跟踪,增加了突防的成功率。

3、打击精度高借助先进的制导技术,高超音速武器能够实现高精度的打击,对目标造成致命的破坏。

4、作战范围广其高速特性使其能够在短时间内覆盖较大的作战区域,具备战略威慑和战术打击的双重能力。

二、高超音速武器的关键技术1、超燃冲压发动机技术这是高超音速武器的核心动力技术之一。

超燃冲压发动机能够在高超音速状态下高效工作,为武器提供持续的强大动力。

然而,实现超燃冲压发动机的稳定燃烧和高效工作是一个巨大的技术挑战,需要在材料、燃烧控制等方面取得突破。

2、热防护技术在高超音速飞行时,武器表面会产生极高的温度,需要先进的热防护材料和结构来保护内部设备和系统的正常运行。

3、制导与控制技术由于高超音速飞行环境复杂,对武器的制导和控制系统提出了极高的要求。

需要具备高精度的导航、姿态控制和目标跟踪能力,以确保准确打击目标。

4、材料科学技术研发能够承受高温、高压和高强度的新型材料,是制造高超音速武器的重要基础。

三、高超音速武器的应用领域1、战略威慑作为一种具有强大突防能力和打击能力的武器,高超音速武器能够对敌方形成有效的战略威慑,遏制战争的爆发。

2、常规战争在常规战争中,高超音速武器可以用于打击敌方的重要军事目标,如指挥中心、导弹发射井、机场等,迅速改变战场态势。

高超音速飞行器的推进技术研究

高超音速飞行器的推进技术研究

高超音速飞行器的推进技术研究在现代航空航天领域,高超音速飞行器的发展成为了各国关注的焦点。

高超音速飞行器具有极高的飞行速度,能够在短时间内快速到达目的地,这使得其在军事、民用等多个领域都具有巨大的应用潜力。

而要实现高超音速飞行,关键在于先进的推进技术。

高超音速飞行器面临着极端的飞行环境和苛刻的技术要求。

在这样的条件下,传统的推进技术已经难以满足需求,因此催生了一系列新型的推进技术。

首先,冲压发动机是高超音速飞行器推进技术中的重要一员。

冲压发动机又分为亚燃冲压发动机和超燃冲压发动机。

亚燃冲压发动机在飞行速度较低时表现较好,但在高超音速领域,超燃冲压发动机则更具优势。

超燃冲压发动机在燃烧室内能够实现超声速燃烧,这使得其能够在高超音速状态下提供强大的推力。

然而,超燃冲压发动机也面临着诸多挑战,比如如何在极短的时间内实现燃料与空气的高效混合和燃烧,以及如何保证燃烧的稳定性等。

火箭发动机也是高超音速推进技术的重要组成部分。

火箭发动机具有强大的推力,可以使飞行器在短时间内达到高超音速。

但其缺点也比较明显,比如燃料消耗量大,工作时间相对较短等。

为了克服这些缺点,研究人员正在努力改进火箭发动机的设计和燃料配方,以提高其性能和效率。

组合发动机是将不同类型的发动机进行组合,以充分发挥各自的优势。

例如,将火箭发动机与冲压发动机组合,可以在飞行器起飞和加速阶段使用火箭发动机提供强大的推力,而在达到一定速度后切换到冲压发动机,以实现更高效的飞行。

这种组合发动机的设计和控制技术非常复杂,需要解决不同发动机之间的匹配和转换问题。

除了上述几种主要的推进技术,还有一些新兴的技术正在研究和探索中。

比如脉冲爆震发动机,它利用脉冲式的爆震波产生推力,具有较高的能量转化效率。

还有磁流体动力推进技术,通过电磁场与流体的相互作用产生推力,具有潜在的应用前景。

在高超音速飞行器推进技术的研究中,材料科学也起着至关重要的作用。

由于飞行器在高超音速飞行时会产生极高的温度和压力,因此需要使用耐高温、耐高压的先进材料来制造发动机的部件。

高超声速飞行器的研究与发展

高超声速飞行器的研究与发展高超声速飞行器是一种能在大气层内飞行并且速度超过马赫数5以上的飞行器,目前是国际军事领域和航空航天领域的重要研究方向之一。

高超声速飞行器具有高速、高温、高压等特点,能够在短时间内强烈打击敌方目标,具有重要的军事和民用价值。

在未来的战争和航天开发中,高超声速飞行器具有不可替代的地位和重要性。

高超声速飞行器的研究与发展具有重要的技术挑战和难度。

由于其高速、高温和高压的特点,对材料的要求非常高,需要使用新型的高温合金材料来满足航空器的强度、刚度和耐热性等方面的要求。

同时,高超声速飞行器的设计和制造也需要借助先进的制造技术和先进的系统设计。

目前,美国、俄罗斯、中国等国家已经在高超声速飞行器的研究和发展方面取得了重要进展。

美国已经在2013年研制成功了X-51A高超声速飞行器,并进行了多次试飞,取得了较为显著的成果。

俄罗斯也在2018年成功试飞了Avangard高超声速弹道导弹,展示了其在高超声速飞行器领域的技术实力。

中国也在近年来积极开展高超声速飞行器的研究和发展工作,并已经成功完成了多次试飞,目前已经处于世界领先地位。

高超声速飞行器的研究和发展不仅仅在军事领域具有重要意义,同时在民用领域也有广泛的应用前景。

高超声速飞行器可以用于民用航空、空天交通等领域,提高交通效率和航空安全性。

同时,高超声速飞行器的反应快速、投放精度高和可迅速转移攻击目标等优点也同样适用于民用领域,如消防救援、医疗输送等领域。

然而,高超声速飞行器的发展面临诸多技术、制造、材料等方面的挑战。

如何解决高温、高压等条件下的机体热载荷、推进系统、航空气动性能等关键技术问题,是未来高超声速飞行器研究和发展的重要方向。

同时,加强国际合作、分享经验、共同攻克技术瓶颈、开展人才培养等也是推动高超声速飞行器研究和发展的重要举措。

总之,高超声速飞行器的研究和发展正逐渐成为航空航天和军事领域的热门话题。

高超声速飞行器的应用前景广阔,同时也面临诸多挑战和难题,需要国际合作和共同努力来攻克。

高超音速武器的技术进展与挑战研究

高超音速武器的技术进展与挑战研究在当今的军事领域,高超音速武器已成为各国竞相发展的焦点。

这种具有超高速度和强大突防能力的新型武器,正在重塑现代战争的格局。

一、高超音速武器的定义与分类高超音速武器,通常指的是飞行速度超过 5 倍音速(约合 6125 千米/小时)的武器。

按照其飞行原理和特点,可以分为高超音速滑翔飞行器和高超音速巡航导弹两大类。

高超音速滑翔飞行器依靠在大气层内的滑翔来实现长距离飞行和精确打击。

它在发射后,先被助推火箭加速到高超音速,然后与火箭分离,利用自身的气动外形在大气层内滑翔,不断调整姿态和轨迹,直至命中目标。

高超音速巡航导弹则类似于传统的巡航导弹,但速度要快得多。

它依靠先进的冲压发动机或超燃冲压发动机提供动力,在大气层内持续以高超音速飞行,实现对目标的快速打击。

二、高超音速武器的技术进展(一)材料技术制造高超音速武器需要能够承受极端高温、高压和强烈气动摩擦的材料。

近年来,新型耐高温材料如陶瓷基复合材料、碳/碳复合材料等的研发取得了显著进展,这些材料能够在数千度的高温环境下保持结构稳定和性能可靠,为高超音速武器的制造提供了重要的物质基础。

(二)动力技术动力系统是高超音速武器的核心。

冲压发动机和超燃冲压发动机是目前研究的重点。

冲压发动机在较低速度时就能启动工作,而超燃冲压发动机则能够在高超音速条件下实现高效燃烧,大大提高了发动机的推力和效率。

(三)制导与控制技术高超音速武器的飞行速度极快,飞行环境复杂,对制导和控制技术提出了极高的要求。

目前,各国正在研究基于卫星导航、惯性导航、雷达制导等多种手段相结合的复合制导技术,以及先进的飞行控制算法,以确保武器能够精确命中目标。

(四)热防护技术由于高超音速飞行产生的巨大热量,热防护技术至关重要。

目前采用的热防护手段包括烧蚀防热、隔热材料和主动冷却等。

烧蚀防热通过材料的表面烧蚀带走热量,隔热材料则能阻止热量向内传递,主动冷却系统则利用冷却液或气体来降低关键部件的温度。

高超音速飞行器的技术挑战与发展研究与应用

高超音速飞行器的技术挑战与发展研究与应用在现代航空航天领域,高超音速飞行器的出现无疑是一项具有重大意义的技术突破。

高超音速飞行器指的是飞行速度超过 5 倍音速(约合每小时6000 公里)的飞行器。

这类飞行器的研发和应用不仅为军事、民用等领域带来了全新的可能性,同时也面临着诸多技术挑战。

一、高超音速飞行器的定义和分类高超音速飞行器按照其用途和飞行方式,可以分为高超音速导弹、高超音速飞机和高超音速航天器等。

高超音速导弹具有速度快、突防能力强等特点,能够在短时间内对目标进行精确打击。

高超音速飞机则有望实现更快速的客运和货运服务,大大缩短旅行时间。

而高超音速航天器则可能为未来的太空探索和星际旅行提供新的途径。

二、技术挑战1、高温问题当飞行器以高超音速飞行时,其表面与空气的摩擦会产生极高的温度,可能超过数千摄氏度。

这种高温不仅会对飞行器的结构材料造成严重的热损伤,还会影响飞行器的空气动力学性能和控制系统的正常工作。

因此,研发能够承受高温的新型材料,如陶瓷基复合材料、碳/碳复合材料等,以及有效的热防护系统,成为了攻克这一难题的关键。

2、空气动力学问题高超音速飞行条件下,空气的流动特性与低速和亚音速飞行时截然不同。

此时,空气的可压缩性、粘性和热传导等效应变得非常显著,导致飞行器周围的流场变得极其复杂。

这就需要对高超音速空气动力学进行深入研究,发展精确的数值模拟方法和实验技术,以优化飞行器的外形设计,提高其升阻比和稳定性。

3、推进系统问题传统的航空发动机在高超音速飞行条件下无法正常工作,因此需要研发新型的推进系统,如超燃冲压发动机、组合循环发动机等。

超燃冲压发动机能够在高超音速条件下直接吸入空气并进行燃烧,但其工作条件极为苛刻,需要解决燃料的快速混合、燃烧稳定性和高效热循环等问题。

组合循环发动机则需要实现不同工作模式之间的平稳转换,以满足飞行器在不同飞行阶段的动力需求。

4、导航、制导与控制问题由于高超音速飞行器的飞行速度极快,飞行环境复杂多变,对其导航、制导和控制系统提出了极高的要求。

美国高超声速推进技术研究

本文2009211218收到,沈娟系中国航天科工集团三院三一〇所助理工程师,李舰系北京机电工程研究所工程师美国高超声速推进技术研究沈 娟 李 舰摘 要 介绍美国高超声速推进技术研究所取得的成就及其后续发展进程,阐述其对未来航空武器装备发展和作战方式的影响,指出超燃冲压发动机的技术难点。

关键词 高超声速 推进技术 材料引 言高超声速(M a >5)飞行器是军、民用航空航天领域重要的战略发展方向之一。

为推进美国“全球到达,全球打击”计划,美国国防部加快发展X 251A 高超声速巡航飞行器,计划将其发展为一种马赫数达到5~7的高超声速全球精确打击武器。

虽然美国声称,X 251A 高超声速飞行器验证机计划的主要目标是验证有关高超声速巡航飞行所需的关键技术,而不是制造一种武器,但据美国战略司令部最近透露,这个计划的终极目标就是要发展一种比目前美国武器库中任何一种导弹的速度都要快5倍以上、可以在1h 内攻击地球任意位置目标的新武器,并称一旦这种武器投入使用,美国就可以在避免引发世界范围的核战风险和不需要利用盟国或海外基地支持的情况下,对目标发起迅雷不及掩耳的攻击。

美国是开展高超声速推进技术研究最早的国家之一,从20世纪60年代开始,NAS A 和美军就一直没有间断过此领域的研究和验证。

2007年,波音公司研制的X 251A 乘波超燃冲压发动机验证机通过关键设计评审(CDR )以及首次发动机地面点火,标志着美国在高超声速推进技术领域取得了新进展。

2009年4月完成了首架X 251A 乘波体静态飞行试验飞行器的组装工作,为下一步的高超声速飞行试验做准备。

2009年7月开始各项地面试验,各项关键技术均取得了重大突破,飞行试验估计在2009年10月底进行。

波音公司还在继续评估X 251的后续型号,其编号从X 251B 延续到X 251H 。

美国X 251A 计划的目标,很可能是发展一种高超声速远程打击导弹,同时将推动吸气式空间往返飞行器的研制。

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高超声速技术的军事价值课题研究报告颠覆性技术,是一种另辟蹊径、会对已有传统或主流技术途径产生颠覆性效果的技术。

颠覆性技术的发展,也必将引发战争面貌的彻底改变。

从海湾战争到伊拉克战争,颠覆性技术的发展,正在不断推动武器装备体系的更新换代;打击方式基本已不再是过去所追求的大规模毁伤,而是更加突出打击的精确性和有效性;整个战争则强调协同性和时间性。

高超声速技术就是影响未来战争的颠覆性技术之一。

高超声速技术的演变
高超声速飞行是指马赫数大于5的飞行。

高超声速技术就是实现高超声速飞行的技术。

它既包括诸如推进、气动、控制、材料等单项技术,也包括将这些单项技术根据目标而集成起来的集成技术。

实际上,20世纪40年代,力学家就建立了高超声速飞行的基本理论,如钱学森在1946年提出了著名的《高超声速相似率》。

20
世纪60年代初,美国X-15用火箭发动机,实现了首次高超音速飞行(飞行M数大于5.3)。

在这以后,开始致力于利用空气中的氧气的吸气式发动机的高超音速飞行。

美苏等国开展了超声速燃烧冲压发动机等关键技术的研究,但由于其技术难度太大,研究工作进展不大,在美国设计航天飞机时,仍决定采用较成熟的火箭发动机。

1986年,美国决定上马单级入轨的空天飞机计划。

这个计划在花出30亿资金后,在1995年下马。

在这之后,美国宇航局(NASA)
执行了一项规模较小的飞行演示验证计划。

其使用氢燃料的X-43A
的飞行试验虽然成功,但其飞行马赫数是固定不变的(7或10)。

2001年,NASA和美国国防部就联合提出了“国家航空航天倡议”。

该倡议建议美国发展吸气式高超声速飞行器分三步走:近期致力于高超声速巡航导弹;中期集中于发展高超声速轰炸机;远期瞄准重复使用的航天运载器。

在这之后,由美国军方主导了碳氢燃料超燃冲压发动机的研发。

2008年2月,美国国防部向美国国会递交了《国防部高超声速计划路线图》(下称《路线图》)。

计划不仅包括吸气式高超声速巡航飞行的技术,而且扩展到包括采用火箭发动机和组合发动机在大气层中进行高超声速机动飞行的技术。

《路线图》进一步明确了美军的高超声速计划的目的是为美军提供三项作战能力:打击/持久作战能力;空中优势/防御能力;快速进入太空能力。

这个路线图对上述三个方面,都提出了由一系列技术验证飞行器,它们包括:吸气式高超声速飞行器如X-51A、HyFly等;高超声速助推滑翔飞行器如HTV-2、先进高超声速颧武器AHW以及小型无人航天飞机X-37B等。

这些飞行器都先后进行了飞行试验。

高超声速技术的军事价值
高超声速技术如何影响未来的战争,美国空军在2015年9月15日发表的《美国空军2035年的核心使命,空军未来作战概念》报告中进行了讨论。

在上述文件中,美国空军提出了2035年的高超声速攻击作战设想。

它假想了2035年9月17日,美国空军利用高超声速打击武器对敌方的一体化防空系统中的激光武器实施打击。

在该设想中,由4艘母舰投放200架飞行马赫数为0.9的高亚声速小型无人飞行器。

这些分布式无人机,通过快速组合形成不断变换的诱饵和干扰机阵列,同时其所搭载的网络化传感器为美军构建起对敌方一体化防空系统
的态势感知。

由于敌方的防空系统的探测和火力通道,被这些目标饱和,敌方未能及时发现美军发射的高超声速导弹。

这些导弹首先摧毁了防空系统中的高能激光武器(它威胁到美军的低轨道卫星);其他高超声速武器,则摧毁了岸舰导弹系列和攻击艇的驻泊地。

2016年3月,美国空军联合会的米切尔空天研究所,发表了报告《高超声速武器与美国国家利益:21世纪的突破》。

报告认为,高超声速武器可在以下4个方面为美国及其全球盟友部队提供作战优势:(1)提供前所未有的快速到达,可缩短从“发射器到目标”的时间,并能更有效地利用情报来打击目标。

(2)提供全球目标区域的进入。

战区高超声速导弹可在不到17分钟内,到达1609千米以外的目标;高超声速的情报侦察(ISR)系统,以比卫星更快的速度在一天内抵达目标区并具有更高生存能力。

(3)提供“第四维”作战效应,压缩敌方的决策时间,使高超声速攻击方有效地干预敌方的指挥、控制与作战管理周期,进而增强美国的指挥与控制优势。

(4)突破敌方防空系统,高超声速武器可使老旧的第四代战机,攻击严密防守地区的目标,并使武器在搜寻目标时确保自身的存活。

高超声速技术的创新之路
美国是最重视发展高超声速技术的国家。

高超声速技术已被美国国防部列为2017财年美军武器装备现代化投资重点的7大领域之一。

美国当前正在发展的高超声速武器,包括空军的“高超声速打击武器(HSSW)”,美国空军和DAPRA合作的“高超声速吸气式武器概念(HAWC)”和“战术助推滑翔(TB G)”等项目。

这三个项目,波音、洛马、雷神等美国重要的军工企业都有参与。

后两个项目都将在2020年前开展演示验证试飞。

其中,HAWC项目瞄准的目标型号,是巡航速度约马赫数5-6、射程约1000千米、能够适应B-2A轰炸机等内埋和F- 35战斗机外挂的巡航导弹;TBG项目瞄准的目标型号,则是最大速度约马赫数9-10、射程1000-2000千米的助推滑翔弹。

另外AHW正在准备进行第三次飞行试验。

除此之外,美国洛马公司正在积极研发高超声速侦察飞机SR-72,并于2018年开始发展一种装备一台全尺寸组合循环发动机的有人驾驶飞行研究飞行器(FRV)。

由此可见,美军在2030年可能装备的高超声速武器主要有三类:使用超燃冲压发动机的高超声速导弹、高超声速助推滑翔飞行器和高超声速侦察飞机。

美国空军也在和英国反作用发动机公司合作,研发强预冷的高超声速“佩刀”吸气式发动机。

由于高超声速武器在未来战争中的速度优势和巨大的打击能力,它已成为大国准备未来战争而竞相发展的一种颠覆性技术。

未来的战争仍然是体系和体系的对抗,单独的一种武器的性能虽然重要,但只有与体系中其它武器配合,才能发挥出它的优势。

我国的高超声速技术发展迅猛,大有后来居上之势,不过要达到实战的要求,还有一段较长的路要走。

从长远来看,在这场大国的高超声速技术大博弈中,我国若要永远处于不败之地,必须要发展独创的颠覆性技术,走高超声速技术的创新发展之路。

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