高超声速飞机将开启全球空运新时代_兰顺正.pdf

个性表达72本文责编安刚010-65265934兰顺正远望智库特约研究员、中国指挥与控制学会会员 蓝天有梦 高超声速飞机将开启全球空运新时代2023年5月4日，美国有线电视新闻网（CNN）称，各国正凭借在航空动力和材料领域的最新成果，研制革命性的高超声速客机，高超声速旅行的时代或将到来。高超声速飞机通常指采用吸气式动力、最大飞行速度5马赫以上、可在临近空间长时间进行高超声速巡航飞行的飞机，具有高速、水平起降、可重复使用等特征。协和式飞机堪称此类飞行器的先行者，该型飞机在20世纪60年代由英法联合研制，为适应超音速飞行，机翼采用三角翼，机翼前缘为S形，无水平尾翼，专门研制的四台大推力涡轮喷气发动机使其速度可达2180千米/小时(两倍于音速)。后来，协和式飞机由于高耗油、高噪音等自身存在的问题而退出历史舞台，但高速度对于人们出行和商务往来仍有巨大吸引力。鉴于其巨大商业潜力，一些国际企业早已开始新型超音速客机研发。2016年，美国Boom公司公布了其设计的Overture超声速客机概念图，该飞机采用复合三角翼布局，机身由碳纤维材料制造，全长52米，翼展18米，装备3台推力为67千牛89千牛的中涵道比涡轮风扇发动机，巡航速度2.2马赫，最大航程8300公里，最多可搭载55名乘客。2022年5月，雷神公司投资了Hermeus公司，该公司目前在研制第一架被称为“Quarterhorse”的能以五倍音速飞行的可重复使用飞机。有消息指出，Quarterhorse会使用基于GEJ85商用涡轮喷气发动机研发的碳氢燃料涡轮基冲压组合发动机（TBCC），将成为第一架拥有TBCC推进系统的同类飞机。该飞机将采用钛合金结构和高度流线型三角翼设计，航程7400公里。欧洲Destinus公司的高超音速客机项目采用乘波体设计，通过氢燃料提供动力，最大飞行速度5马赫，能将飞行时间缩短到目前商业航空旅行的不到1/4。CNN报道称，这种高超音速客机目前仍计划使用传统发动机作为起飞动力，在高空再切换为氢燃料发动机驱动，但未来，随着技术的成熟，将完全使用氢燃料发动机并实现零碳排放。现在该公司的两架原型机已成功试飞，采用氢燃料的第三架原WORLD AFFAIRS2023.1273型机将于今年底首飞。Destinus公司计划在21世纪30年代推出可容纳25名乘客的小型商务机，到21世纪40年代制造大型高超音速客机。高超声速飞机的军用潜能更是不可估量。高度信息化、高度智能化是未来战争特点，未来的空中打击主要依靠高度和速度取胜，而高超声速飞行器能在两小时内抵达全球任何角落。高超声速飞机可搭载各种情报、侦察、监视载荷，利用飞行高度与速度优势，对敌方进行全天候、全天时高空侦察监视，将实时搜集的战场情报通过C4ISR系统分发至各级指挥单元和作战平台，为实时的临机决策、毁伤评估等提供重要支撑。同其他有人或无人侦察机相比，高超声速飞机的战场生存能力强，可执行对地、对天双重侦察监视任务，大幅拓展侦察监视范围，情报搜集时效性显著增强。高超声速飞机与预警机、侦察卫星等构成一体情报侦察体系，充分发挥战场情报搜集整体优势，可对作战己方周边广阔地区实现全域覆盖和全维监视。在火力投射方面，高超声速飞机独特的物理特征、飞行轨迹、飞行空间等使其可对目前现役所有防空反导体系构成巨大压力。空中目标的运动速度直接决定其通过敌方防御体系作战空域的时间，对突防概率影响极大。高超声速飞行器可有效缩短对方的反应时间，且回波积累数量少，常规雷达的探测能力明显降低。同时，现有地面防空武器系统不能有效跟踪瞄准高速目标。研究表明，当飞行器的速度从5马赫增至6马赫时，其突防概率将从78%增加到89%，而如果未来高超声速飞机与高超声速导弹构成“双高速组合”，作战性能将会再上台阶。近20年间，美国军方和军工巨头提出了多个高超声速飞机路线图、概念方案及发展计划，包括国防部高级研究计划局（DARPA）和空军在2008年提出的马赫数6级 HTV-3X“黑雨燕”高超声速飞机验证机，空军在2011年提出的马赫数45级高超声速作战飞机，DARPA在2016年启动的先进全状态发动机（AFRE）高超声速飞机发动机地面验证项目，洛马公司SR-72高超声速作战飞机，等等。另外，在2022年1月举行的美国航空航天学会（AIAA）年度科技论坛和博览会上，波音公司也推出了一种可重复使用的高超声速飞机新模型，将来可用于执行军事和商业任务，包括充当太空发射母舰。随着高超声速飞机技术的不断成熟，此类飞行器大显身手的日子将不再遥远。