本文由空天防務(wù)觀察（ID:AerospaceWatch）授權(quán)轉(zhuǎn)載，作者：中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心 廖孟豪
2017年3月30日，美空軍裝備司令部負責(zé)裝備采辦的機構(gòu)——空軍壽命周期管理中心（AFLCMC）公開發(fā)布了“‘ISR未來’專項中面向‘高對抗突防型高超聲速飛行器’（HCPHV）的基于物理的設(shè)計與分析能力”項目（簡稱“ISR未來－高超”項目）定向合同授予預(yù)告，就美空軍向美國GHI公司定向授予一份價值不超過70萬美元的成本加固定基本費用合同一事進行公示。新項目圍繞高超聲速情監(jiān)偵（ISR）飛機裝備概念開展基于物理的設(shè)計和分析技術(shù)研究，為后續(xù)高超聲速平臺概念深化研究、投資決策、需求論證及裝備采辦工作奠定基礎(chǔ)。
美空軍研究實驗室展示的全新高超聲速“突防型持久ISR和打擊”概念（《飛行國際》2016年2月報道圖片，與本項目無關(guān)）
一、公示新項目的情況簡介
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目前，美空軍設(shè)立了一個名為“ISR未來”的發(fā)展規(guī)劃項目，正在研究制定面向下一代獵殺任務(wù)集、信號情報任務(wù)集和高空長航時任務(wù)集的（裝備和能力）發(fā)展路徑。美空軍目前已經(jīng)將高超聲速ISR平臺納入該規(guī)劃，并且正在尋求采用CREATE-AV工具開展高超聲速進氣道概念權(quán)衡設(shè)計的能力。為此，特設(shè)立“ISR未來－高超”項目，用于識別各種仿真計算工具的優(yōu)缺點，探索高逼真度參數(shù)化幾何外形生成 *** 、應(yīng)用恰當(dāng)?shù)腃REATE-AV分析工具，并開展動導(dǎo)數(shù)計算研究。
項目目的：（1）支撐高超聲速平臺概念的開發(fā)，為后續(xù)深化研究和投資決策奠定基礎(chǔ)；（2）深化高超聲速早期概念研究，為權(quán)衡分析提供輸入，支撐后續(xù)需求論證和裝備采辦工作。
項目目標：基于ISR任務(wù)規(guī)范開展高超聲速平臺概念研究，開發(fā)用于快速迭代分析的 *** 模型，采用CREATE-AV這類高逼真度CFD工具開展高超聲速進氣道性能研究等。
研究內(nèi)容：（1）CREATE-AV工具集對比研究；（2）幾何外形生成與參數(shù)化幾何外形的集成；（3）高超聲速飛行器設(shè)計分析工具集的應(yīng)用；（4）飛行器動導(dǎo)數(shù)仿真計算；（5）形成研究報告。
交付成果：包括仿真工具對比分析結(jié)論、CREATE-AV工具的升級改進建議、幾何模型、進氣道分析結(jié)論等。
技術(shù)基礎(chǔ)：該項目是美空軍研究實驗室（AFRL）2005年啟動的某小企業(yè)創(chuàng)新研究（SBIR）項目的后續(xù)項目。該SBIR項目旨在開發(fā)一套高超聲速內(nèi)外流設(shè)計集成和優(yōu)化工具，包含兩個階段的研究工作，最終取得了圓滿成功。項目承研單位都是美國GHI公司。該公司是一家小型高科技公司，曾大量參與美國軍方在SBIR計劃渠道發(fā)布的高超聲速飛發(fā)一體化、組合循環(huán)推進系統(tǒng)集成、超燃沖壓發(fā)動機進氣道／燃燒室等設(shè)計研究項目。
美空軍壽命周期管理中心是美空軍裝備司令部專門負責(zé)裝備采辦和全壽命周期管理的機構(gòu)（美空軍網(wǎng)站圖片）
二、美國高超聲速作戰(zhàn)飛機發(fā)展現(xiàn)狀
美國高超聲速作戰(zhàn)飛機總體上仍處于“技術(shù)推動”狀態(tài)的預(yù)研階段。根據(jù)美空軍和美國防部國防高級研究計劃局（DARPA）近年來發(fā)布的預(yù)算申請材料，目前已經(jīng)安排了高速／高超聲速飛行器、自適應(yīng)飛行控制、中等尺寸超燃沖壓發(fā)動機、熱防護材料、傳感器等高超飛機涉及的關(guān)鍵技術(shù)科研項目，所有項目均限定在“應(yīng)用研究”（6.2）類和“先進技術(shù)發(fā)展”（6.3）類范疇內(nèi)，屬于典型的探索或預(yù)研類項目。從投資強度上看，美空軍和DARPA當(dāng)前在高超技術(shù)上的年度公開投資強度大約都保持在1億美元量級，且包含了高超聲速平臺和武器技術(shù)。這樣的投資強度顯然無法支撐開展型號或驗證機研制。
美空軍研究實驗室（AFRL）和DARPA在2016年密集啟動了一批重大項目，呈現(xiàn)出加速推動高超聲速作戰(zhàn)飛機技術(shù)成熟和驗證的態(tài)勢。這些項目包括：（1）“高頻次、低成本高超聲速飛行試驗（臺）”（HyRAX）項目，制造3架可重復(fù)使用的高超聲速試飛平臺（每架壽命200～400架次以上），在2020－2025年大量開展高超聲速技術(shù)飛行試驗，提升氣動、控制、材料、推進、結(jié)構(gòu)和機載系統(tǒng)等技術(shù)的成熟度，掌握高超聲速科學(xué)測量 *** 及技術(shù)；（2）“先進全狀態(tài)發(fā)動機”（AFRE）項目，旨在以速度馬赫數(shù)5、航程2200千米的高超聲速作戰(zhàn)飛機為牽引，投資6500萬美元在2020年前利用現(xiàn)貨渦輪發(fā)動機完成馬赫數(shù)0～5級全尺寸渦輪基沖壓組合發(fā)動機模態(tài)轉(zhuǎn)換的地面集成驗證；（3）“高速作戰(zhàn)系統(tǒng)支撐技術(shù)”（ETHOS）項目，計劃投入7年周期和3億美元預(yù)算，系統(tǒng)性地開展高速（馬赫數(shù)3以上）作戰(zhàn)平臺部件級技術(shù)的識別、研發(fā)、成熟和驗證等工作，以支撐在2025年前將高速作戰(zhàn)平臺相關(guān)技術(shù)的成熟度等級提升到6級，在2028年前完成可翻修后重復(fù)使用的高速作戰(zhàn)系統(tǒng)驗證機試飛驗證，在2035年前完成可快速周轉(zhuǎn)、不經(jīng)翻修即可完全重復(fù)使用的驗證機試飛驗證。
DARPA在2016年啟動的AFRE項目展示的TBCC概念示意圖（DARPA網(wǎng)站圖片）
三、簡要分析
此次發(fā)布的“ISR未來－高超”項目雖然只能算是一個小項目（預(yù)算不超過70萬美元，周期約11個月），但其主管機構(gòu)和研究內(nèi)容設(shè)定仍然透露出一些不同尋常的信息：
（1）美空軍負責(zé)裝備采辦的機構(gòu)已經(jīng)開始介入高超聲速作戰(zhàn)飛機研發(fā)，為啟動裝備采辦做好前期準備工作。此前美空軍所有高超聲速領(lǐng)域的科研活動均由掌管空軍預(yù)研的美空軍研究實驗室（AFRL）來負責(zé)，且該項目的前序項目也是由AFRL主管的SBIR項目。而該項目的主管機構(gòu)是美空軍壽命周期管理中心（AFLCMC），該中心主要負責(zé)空軍裝備采辦和裝備從立項研制到退役全壽命周期的管理工作。此外，項目材料中明確提出，該項目的成果要用于支撐后續(xù)“聯(lián)合能力集成與開發(fā)系統(tǒng)”（JCIDS）的相關(guān)工作，意味著美空軍高超聲速飛機科研工作即將實現(xiàn)從“技術(shù)推動”到“需求牽引”的轉(zhuǎn)變，有望在近幾年啟動裝備采辦程序。
（2）美空軍計劃研制的首個高超聲速作戰(zhàn)飛機型號極可能是一型壽命有限的高超聲速ISR飛機。美空軍對高超聲速作戰(zhàn)飛機的任務(wù)定位主要聚焦在ISR和打擊兩個方向。近兩年，美空軍研究實驗室和美空軍首席科學(xué)家多次公開提出，美空軍計劃在2030年代率先裝備一型使用壽命有限的高超聲速作戰(zhàn)飛機，在2040年代裝備長壽命高性能的高超飛機。同時，預(yù)算材料顯示，美空軍在2016財年針對有限壽命高超聲速ISR飛機正式啟動了作戰(zhàn)效能評估和定義優(yōu)化等研究工作。從目前披露的高層規(guī)劃、預(yù)算材料以及客觀技術(shù)難度來看，美空軍將遵循先易后難、逐步推進的原則，率先研制一型有限壽命高超聲速ISR飛機，滿足作戰(zhàn)急需的同時，也為后續(xù)型號研制積累經(jīng)驗和降低風(fēng)險。
