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未来武器:美国国防部增加高超声速技术研发预算
2017-07-11

[据美国国防杂志2017年6月26日报道]鉴于俄罗斯和中国推动发展可改变游戏规则的高超声速技术,美国国防部正寻求为高超声速技术研发项目提供更多的资金。投资对象包括进攻性武器及敌方近期可能研制出的Ma5以上高超声速导弹或飞机的防御手段。

时任研究与工程国防部长助理艾伦舍菲尔在2014年表示,“美国希望成为第一个掌握高超声速技术的国家”。美国空军与陆军、国防高级研究计划局(DARPA)及多个国防承包商一直在发展高超声速精确打击武器及高超声速飞机。同时,军方高层及分析人士表示,中国和俄罗斯近年来增加高超声速研发与试验投入。国防部领导层将高超声速技术作为“第三次抵消战略”的一部分,该战略将发展一系列领先技术,有助于美国保持对潜在对手的优势。

美国空军部长希瑟•威尔逊在其就职后第一次公开演讲中,呼吁加速对包括高超声速技术在内的新技术的创新。在最近的空军协会活动上,她表示“我认为所有我们担心的是潜在对手的创新的进展”。

在2018财年预算报告中,MDA为“高超声速防御”专项申请7530万美元,用于提升高超声速防御系统工程活动、技术验证与风险降低。研发活动包括完成高超声速防御方案分析、能力路线图发展及传感器技术验证和武器概念的初步投资,以应对先进威胁。该预算响应2017财年国防授权法案创建该项目的要求。美国空军研究委员会2016年发表的一份题为“对美国的全球警戒、到达和军力的威胁——高速机动武器”的报告称,目前尚没有应对高超声速武器或其他新兴技术构成的挑战的“战略作战概念或组织紧迫感”。

在6月份的众议院军事委员会听证会上,美国导弹防御局局长J. D.叙林呼吁发展额外的防御能力,以遏制海外对手在研新型武器装备。“为应对高超声速威胁,MDA将开展一系列传感器及武器技术演示验证,从地基雷达、高空无人机到天基卫星平台”。MDA将开始一系列地面、空中、天基技术验证,以跟踪高超声速威胁目标。

战略与国际研究中心空天安全项目主任托德 哈里森表示,推动高超声速武器防御能力的发展表明“安全环境的真正转变”,引发对进攻性高超声速武器及防御系统的需求。进攻性高超声速技术已经进行了数十年的低水平研究与发展,根据获得的对国外高超声速技术发展的情报与评估,美军开始更加重视高超声速技术的研发。

在2012年,空军在高超声速技术领域投资近7900万美元,而2018财年其为高超声速技术领域申请2.92亿美元,其中包括用于原型机制造的9000万美元。空军重点发展可从战机和轰炸机发射的高速打击武器技术,以高超声速飞行打击地面目标。美国空军研究实验室(AFRL)与DARPA和国家航空航天局(NASA)在该领域开展多项联合项目,其中包括两种飞行演示验证项目,即“吸气式高超声武器概念”(HAWC)和“战术助推滑翔”(TBG)。上述项目反映了高超声速武器与高超声速飞行器的两种发展途径:助推滑翔式,利用火箭将飞行器加速到高速高速,然后滑翔飞往目标,陆军航天与导弹防御司令部在2011年对“先进高超声速武器”(AHW)进行了飞行试验,但军方未评论在研高超声速发展活动;另一种途径为采用超燃冲压发动机的远程巡航导弹。DARPA和AFRL火工品部拒绝对其项目进行评论,洛马公司、雷声公司也拒绝作任何评论。

AFRL航天系统部高速系统分部总工程师鲍勃•梅瑟尔(Bob Mercier)表示,上世纪90年代中期时任空军部长希拉•威德纳尔(Sheila Widnall)推动建立高超声速技术项目,推动高超声速技术的发展。AFRL快速确定的高超声速在武器系统中的近期应用,并开始进行初步研制工作。同时AFRL也意识到高超声速中期及远期的应用,如高超声速情报、监视与侦察(ISR)平台,及相关的可重复使用运载器。

2010到2013年间,AFRL对AFRL、NASA、DARPA、波音、普惠公司(现航空喷气洛克达因公司)联合发展的X-51A超燃冲压发动机推进的高超声速飞行器进行四次飞行试验,2010年第一次试飞取得部分成功,2013年试飞创造吸气式高超声速飞行器飞行时间的纪录。X-51A在B-52轰炸机释放后飞行6分钟,飞行距离达230海里,验证了超燃冲压发动机的可行性。
但仍有许多问题需要解决,包括控制与其他气动问题。为解决这些问题,AFRL与NASA、澳大利亚国防科学与技术组织自2006年起开始联合开展国际高超声速飞行研究实验(HIFiRE)项目。该项目旨在以单次成本500-1000万美元的较低成本进行多次高超声速飞行实验(空军HIFiRE项目飞行试验主管大卫•亚当克)。该团队计划于7月初在澳大利亚南部的皇家空军武麦拉试验靶场进行HIFiRE-4导航与控制试验。HIFiRE-4将释放两个高超声速自由飞滑翔体,并进行系列机动,其中一种制导与控制系统由波音和国防科学与技术组织(DSTG)研制,另外一个由BAE系统公司澳大利亚分公司与DSTG联合研制。HIFiRE项目成本约9400万美元,由美国空军和澳大利亚空军联合出资。该项目原计划在2018年终止,但预计将延期,以继续开展高超声速飞行试验。

AFRL预计将在2020年代部署高超声速武器系统,用于反介入/区域拒止(A2/AD)环境作战。更大型的武器系统或类似于洛马公司上世纪70年代的D-21无人侦察系统的空投非重复使用ISR或打击平台可在2030年代部署。远期目标是发展可从跑道上起飞的ISR或打击高超声速飞机,并在2040年代部署;后续将利用吸气式高超声速飞行器实现进入空间。 如果没有长期的发展规划,那么就无法按预想取得进展。

工业领域正在发展其高超声速飞行器。洛马公司“臭鼬工厂”(Skunk Works) 于2013年公布SR-72演示验证机方案。在科罗拉多州丹佛市的一次会议上,洛克希德公司的执行副总裁兼高级发展项目总经理罗布•韦斯表示,“臭鼬工厂”正在努力满足空军的“速度需求”。韦斯表示,高超声速飞行器(包括一个联合循环推进系统)的关键技术已经取得进展,技术成熟度已经接近实用水平;吸气式高超声速推进技术已经成熟,目前正在开展部署前的能力验证工作。

尽管美国空军做出了承诺并取得了大量的进展,但美国仍需数年时间才能部署高超音速武器。但梅西表示,AFRL“有望满足空军所需要的能力”该部门在2018财年预算中具有较好的优势。有更多的钱能做更多的事情么?当然,但我们拥有的足够满足需求。我们将继续取得进展,并将长期开展相关研究工作。

哈里森说,在新技术开发方面,总有更多的投资空间,但“这并不一定能让技术进步得更快。”你必须等待第一代完成才能建造第二代和第三代,所以你可以通过追加投资来加快速度。”哈里森警告空军不要在高超声速技术成熟度达到一定水平前就匆忙加速该领域发展。现阶段最佳方案是进行研发投资,直到高超声速技术达到一定成熟度水平。最后要做的事是试图大量投资进行生产。

但美国空军、DARPA和工业界领导人将需要继续向议员们说明,高超声速的研究和发展应该得到资助,因为国会议员正在寻求削减预算以支付其他优先事项。“这在很大程度上取决于美国空军和DARPA和OSD的领导层合理的解释。”“只要他们做出令人信服的案例,国会很可能会把它单独留下。”(中国航天系统科学与工程研究院 张连庆)


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