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夺金60秒计划美陆军拟2035年配备高超声速战机

来源:http://www.smlvn.com 作者:夺金60秒计划 时间:2019-09-10 11:28

[美国《航空周刊与航天技术》2005年11月14日刊报道]美空军正在研究可搭载12000磅有效载荷,在不到2小时内飞抵9000海里外的高超声速运输机方案。据称,被称为"隼"(FALCON,"从美国大陆投送和部署兵力"的英语缩写)的1号高超声速试验机可能早在2007年就能做好试飞准备。最近在美空军阿诺德工程发展中心位于马里兰州白橡树(White Oak)的9号高超声速风洞设施中,HTV-1的模型完成了一系列试验。

夺金60秒计划 1 超声速战机概念图

[据俄罗斯《军事工业委员会》2016年10月18日报道] 高超声速技术的研制可使从欧洲到美国的人员和货物运输往返时间少于1小时。此外,高超声速技术还可以发展太空旅行。俄罗斯未来研究基金会认为:当前俄罗斯在高超声速飞行材料研制方面属于世界领先国家,俄罗斯学者还在积极解决发展高超声速飞机的其他任务。

夺金60秒计划,"隼"是美国国防预先研究计划局和美空军的合作项目,目的是开发和演示一种能实现有效载荷全球快速部署的高超声速技术。DARPA的官员则表示,该项目的目的是开发和验证高超声速飞行技术,满足近期和远期打击时间关键目标和实现快速全球到达的要求,并演示一种可买得起的、反应迅速的空间运输机。

  发展现状

对于高超声速飞行器来说,所需部分材料应当经受得住长时间的1500度以上的高温,而通常的材料包括高强度钢在内,在这个温度都已经融化,为此俄罗斯目前正在碳纤维复合材料基础上进行此类研究,并取得了一定成果,处于世界领先地位。

美空军研究实验室的航空器理事会为"隼"项目提供了技术指导,这次风洞试验正是在它的建议下进行的。在"隼"项目开始后不久有一点就已很明确:用于描绘模型周围流场的计算流体动力学模型需要用高精度地面试验数据进行验证,而AEDC的9号风洞能提供验证试验所需的条件和精度。

  洛克希德·马丁公司在2013年11月公布SR-72高超声速作战飞机计划之后,一直在争取获得美国政府的官方支持。最近公开情报信息显示,2014年12月,NASA分别授予了航空喷气-洛克达因公司和洛马公司合同,用于开展利用现有货架涡轮发动机研制SR-72飞机用动力的相关技术和可行性研究,标志着SR-72计划正式获得官方支持和认可。此外,作为高超声速作战飞机的未来用户,美国空军一直对高超声速作战飞机的技术和装备发展给予了高度重视和大力支持。

除寻找新材料这一任务外,高超声速飞行器的研究学者还需要解决一些其他问题,比如飞机必须在空气非常稀薄的30-50千米高度进行控制,对于这种快速飞行的炽热的物体,传统的控制方法不起作用。

该风洞准确地实现了HTV-1以10倍声速飞行时的雷诺数,而较大的模型尺寸可保证速度在10~14倍声速之间时都具有高的流场分辨力。试验获得的数据将帮助美空军和DARPA在两个重要的设计点上,对"隼"的空气动力学数据库进行验证。按计划,11月15日该项目将进行一次关键设计评审。

  2014年8月,美国空军阿诺德工程发展综合体(AEDC)对其“气动与推进试验台”(APTU)进行改装,为史上首次中等尺寸超燃冲压发动机直连式地面试验做好准备,预计将在2015财年开始进行试验。中等尺寸超燃冲压发动机是高超声速侦察/打击飞机的标志性核心部件之一。2014年9月,美国空军研究实验室与阿诺德工程发展综合体在9号高超声速风洞中成功完成了高度集成的高超声速飞机气动力与气动热试验,评估了超燃发动机不启动对飞机稳定性和气动加热的影响,以为后续飞行试验铺平道路。

第三个任务是研究新型发动机,目前还没有能够在高超声速下长时间工作的发动机,至少没有批生产的碳氢燃料飞机发动机。20年前俄罗斯曾在这个领域的进行研究,这对目前研究和应用是非常有利的。

美空军认为,开发高超声速巡航飞行器的关键技术包括热防护系统、高温材料、高升阻比气动外形和导航/制导与控制系统。美空军将逐步突破这些技术。

  根据美国空军发布的最新预算申请材料,目前美国空军主管开展的高超声速技术(包括飞机和武器)安排了飞行器、推进、材料、传感器和弹药等方面的科研项目,2013财年投资经费总额为8934万美元,2014财年为13440万美元,2015财年为16356万美元(为申请预算总额),投资强度正在大幅增加。

第四个任务是保障高超声速飞机内部电子设备工作和人员活动。在超过1500度高温下,冷却系统应当建立人性化的环境,这需要能够稳定工作的超大功率的供电系统。

AEDC是美国最大的飞行仿真试验基地,可进行从海平面到空间、从亚声速到高超声速的飞行试验。该中心最近完成的工作,是进行"微型空射诱饵"与F-16战斗机的分离试验。MALD由雷声公司开发,投射后可模拟作战飞机的飞行剖面和雷达特征,从而欺骗敌防空系统。为验证CFD的结果,AEDC的工程师们将MALD的比例模型安装在一架5%比例的F-16模型的右翼,在4T跨声速风洞(工作速度范围257~2574千米/小时)中进行了大约115小时的试验。这些试验已于11月3日完成,为MALD的最终试飞和装备F-16铺平了道路。该诱饵还将装备B-52H,为此将进行一系列新的风洞分离试验。

  根据美国空军2011年披露的高速飞行器路线图,美国空军将在2020年前持续开展高超声速飞机单项技术攻关,包括鲁棒超燃冲压发动机、TBCC动力集成、供电与热管理系统、低成本轻质高速结构和顶层研究等。

第五个任务是保障高超声速飞行器与调度员的通信,在高速条件下飞行器被等离子包裹,无线电波不能向内或向外渗透,形成了等离子屏障,那么天线要么安装在尾部,要么将等离子作为导体,使其自身变为天线。

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