形形色色的高超声速武器（四）：高超声速飞机

　　出品：科普中国

　　作者：岳江锋

　　策划：宋雅娟

　　监制：光明网科普事业部

　　在高超声速武器中，高超声速飞机是与高超声速导弹、空间进入武器相并列的三大支柱。为实现高超声速飞行，高超声速飞机必须有相应的动力装置，解决高强度激波、表面温度、噪声和音爆等问题。当今世界，以美国为代表的先进军事国家在高超声速飞机方面进行了长期的探索，并研制了一些具体型号，取得了一定的进展。

　　洛马公司SR-72“察打一体”无人机

　　SR-72是洛马公司（洛克希德·马丁公司）正在研发的一款高超声速侦察打击一体（简称“察打一体”）无人机，主要用于取代上世纪70年代研制的SR-71“黑鸟”高速高空侦察机。该无人机的设计指标如下：速度达6马赫，采用大后掠梯形翼+边条翼，单垂尾，双发动机位于机翼下方，最大航程4300千米，其技术验证机大小类似于一架战斗机。

　　SR-72采用涡轮基冲压组合动力系统(TBCC)，飞行速度在马赫数3以下时采用常规的涡轮风扇发动机，超过3马赫之后双模态冲压发动机开始工作。洛马公司于2013年首次透露了SR-72研制计划，2017年公开表示具备研制验证机的技术条件。

　　洛马公司虽然已经有了相当技术基础，然而在研制过程中，洛马公司的工程师们还要解决许多问题：如，SR-72的最大速度将是SR-71侦察机的两倍，考虑到高平流层的稀薄空气，这势必会对飞机的发动机提出更高的要求；其次，在高速飞行情况，机身与空气的剧烈摩擦将会使飞机的隐身性能大打折扣，不过，颇具神秘色彩的洛马公司臭鼬工厂认为：超高声速特性比隐身特性的生存能力更强。

　　SR-72高超声速飞机概念图（图片来自网络）

　　波音公司的高超声速飞机方案

　　2018年1月，波音公司首次公布了其高超声速飞机模型，巡航速度达到马赫数5以上，这是继洛马之后，美国第二家军工企业公布其高超声速飞机的研制计划，由此形成两强正面竞争的态势。波音公司推出的是系列化的高超声速情报监视侦察（ISR）/打击飞机和民用飞机概念方案及研制计划，并表示已具备在10年内研制出一型高超声速军用飞机的能力。与SR-72飞机外观不同，为了兼顾低速性能，波音采用大后掠双三角翼+双垂尾布局。

　　该验证机可用来验证军用和民用高超声速飞机相关的机体、系统和推进等关键技术，预计最早可于2023年或2024年实现首飞，军机可在2030年前形成装备，民机可在2030年代末投入运营。高超声速民用飞机方案旨在研发一型载客量介于远程商务机和波音737之间的客机，外形设计与ISR/打击飞机相似，巡航速度为马赫数5，巡航高度为29千米，采用涡轮冲压发动机动力形式，并引入英国佩刀发动机的深度预冷技术，以解决涡轮冲压发动机的推力陷阱问题。

　　波音公司公布的民用高超声速飞机概念图（图片来自网络）

　　欧洲发起的“高超声速飞行试验-国际合作”项目

　　欧洲长期致力于高超声速民用飞机技术研究，曾通过LAPCAT、ATLLAS、Hexafly等一系列科研项目，开展了速度5马赫和8马赫高超声速民用飞机的概念方案研究，在气动、动力、结构和材料等方面取得了一系列研究成果。

　　2018年底，欧洲联合俄罗斯、澳大利亚和巴西等国，通过高超声速飞行试验-国际合作（Hexafly-Int）项目的评审，计划试飞一型速度马赫数7～8、无动力的滑翔飞行平台缩比样机。该项目是欧洲高超声速飞行试验（Hexafly）的后续项目，其远景目标是发展一型能够2～3小时从欧洲飞至亚洲和澳洲的高超声速民用飞机。其中，俄罗斯飞航中央空气流体力学研究院负责在2019年完成该样机的研制，目前正在进行CFD分析和风洞试验。该样机计划在2020年进行飞行试验。

　　俄公布的Hexafly-Int项目中试验模型数字样机图片（图片来自网络）

　　俄罗斯的米格-41战斗截击机项目

　　俄罗斯米高扬飞机设计局早在2016年就披露，正在开展米格-41战斗截击机的设计工作，并期望在2025年前进入大批量生产。2018年，米高扬领导层透露，米格-41项目正在努力争取列入俄罗斯《2018～2027年国家武器装备计划》，从而实现国家立项。米格-41战斗截击机也被称为“未来远程拦截航空综合体”，与现役的米格-31战斗机相比，堪称一款全新的战斗机，在很多方面的性能都有显著提高。

　　米格-41战斗截击机最快航速可超过4马赫甚至5马赫，达到高超声速飞机的标准，还将装备超声速导弹。据悉，米格-41战斗截击机可将自身送入卫星轨道，能够在外太空飞行，还具备拦截洲际弹道导弹的能力。米格-41战斗截击机具有很好的隐身能力。现在，有人驾驶版米格-41战斗截击机正在研发中，无人机版本研发也在俄军计划中。