三、啟示與分析
1. 波音公司新方案相比老方案發(fā)生了重大變化,顯著降低了速度指標(biāo)要求
除了標(biāo)志性的TBCC發(fā)動(dòng)機(jī)左右并聯(lián)緊密布置方式外,波音公司的新方案基本完全顛覆了2009年以前提出的Manta 2025方案,主要體現(xiàn)在:三角翼變成雙三角翼、主翼后掠角減小,內(nèi)傾截短垂尾變?yōu)橥鈨A正常垂尾,還有最顯著的是,將扁平機(jī)身與進(jìn)排氣系統(tǒng)高度融合的典型乘波體布局改為大長(zhǎng)細(xì)比高脊背機(jī)身和機(jī)腹進(jìn)氣的局部乘波式常規(guī)布局。新方案明顯降低了高速性能需求,更好地兼顧了低速性能和任務(wù)需求特性。這表明,波音公司顯著降低了高超聲速飛機(jī)速度指標(biāo)的總體要求。波音公司在AIAA SciTech 2018展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)也表示,新方案的速度指標(biāo)為馬赫數(shù)5及以上,顯著低于Manta 2025方案時(shí)提出的馬赫數(shù)7。
2. 波音公司的發(fā)展構(gòu)想與洛馬公司高度趨同,在頂層設(shè)計(jì)上已經(jīng)形成了基本共識(shí)
不但與Manta2025方案大相徑庭,波音公司的新方案及發(fā)展構(gòu)想更是和洛馬公司公布的SR-72高超聲速飛機(jī)方案及構(gòu)想呈現(xiàn)出十分顯著的趨同傾向,包括:
洛馬公司(左)2013年底和波音公司(右)2018年初公布的高超聲速飛機(jī)方案(《航空周刊與空間技術(shù)》照片)
——任務(wù)定位趨同:使命任務(wù)都定位為高速/高超聲速偵察和打擊,并且都明確提出SR-71“黑鳥(niǎo)”偵察機(jī)后繼機(jī)的型號(hào)定位。
——總體方案趨同:氣動(dòng)布局上均采用大后掠三角翼無(wú)尾布局設(shè)計(jì),機(jī)身均采用了高脊背、大容量和平面機(jī)腹的設(shè)計(jì),推進(jìn)系統(tǒng)上均采用并聯(lián)式TBCC方案且均布置在機(jī)腹下方。二者僅在垂尾、發(fā)動(dòng)機(jī)艙間距等局部存在差異。
——發(fā)展思路趨同:均為兩步走,第一步均為研制戰(zhàn)斗機(jī)大小的單發(fā)驗(yàn)證機(jī),第二部均為SR-71大小的雙發(fā)飛機(jī)型號(hào)。且均瞄準(zhǔn)2030年前形成裝備。
兩家競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)的總體方案趨同,可以視為對(duì)彼此方案和思路的印證,也表明美國(guó)工業(yè)界對(duì)高超聲速飛機(jī)研究取得的共識(shí)遠(yuǎn)大于分歧,在任務(wù)定位、總體方案、發(fā)展思路等頂層設(shè)計(jì)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)較大程度的收斂。同時(shí)這也可能反映出,對(duì)于高超聲速飛機(jī)這種設(shè)計(jì)要求極端復(fù)雜和苛刻的尖端裝備來(lái)說(shuō),本身能夠允許的設(shè)計(jì)空間和選擇余地并不大。
3. 美軍或?qū)⒃诮趩?dòng)高超聲速飛機(jī)重大科研項(xiàng)目,速度指標(biāo)應(yīng)為馬赫數(shù)5-6級(jí)
根據(jù)多年來(lái)對(duì)美空軍高超聲速飛機(jī)發(fā)展的密切觀察和分析,美空軍將在2025年前后實(shí)現(xiàn)一型高超聲速飛機(jī)驗(yàn)證機(jī)的首飛,在2035年前后率先完成一型高超聲速飛機(jī)的型號(hào)研制。按照該進(jìn)度,美空軍極可能在近期啟動(dòng)高超聲速飛機(jī)集成演示驗(yàn)證項(xiàng)目,利用六七年時(shí)間完成驗(yàn)證機(jī)研制試飛。該進(jìn)度稍晚于波音公司和洛馬公司各自提出的計(jì)劃構(gòu)想(2023年驗(yàn)證機(jī)、2030年型號(hào)),但恰好能夠形成相互印證和支撐(通常企業(yè)在立項(xiàng)論證階段更傾向于提出相對(duì)激進(jìn)的進(jìn)度計(jì)劃,尤其是在有競(jìng)爭(zhēng)的形勢(shì)下)。
從技術(shù)可行性上看,經(jīng)過(guò)多年來(lái)在氣動(dòng)、推進(jìn)、材料和結(jié)構(gòu)等瓶頸技術(shù)上的持續(xù)探索和攻關(guān),美國(guó)已經(jīng)積累了足夠的技術(shù)儲(chǔ)備,初步具備了開(kāi)展高超聲速飛機(jī)集成驗(yàn)證的條件。目前DARPA正在開(kāi)展馬赫數(shù)5級(jí)渦輪基沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)(TBCC)地面集成驗(yàn)證,計(jì)劃2020年完成地面驗(yàn)證,初步解決制約高超聲速飛機(jī)發(fā)展最關(guān)鍵的技術(shù)瓶頸。綜合1)美空軍2011年高速飛機(jī)發(fā)展路線(xiàn)圖提出的速度指標(biāo)為馬赫數(shù)5,2)DARPA在研的TBCC地面驗(yàn)證項(xiàng)目提出的速度指標(biāo)為馬赫數(shù)5,3)洛馬公司SR-72項(xiàng)目提出的速度指標(biāo)為馬赫數(shù)6,4)波音公司提出高超聲速飛機(jī)概念方案速度指標(biāo)為馬赫數(shù)5等信息,分析認(rèn)為,美軍很可能會(huì)在近期率先啟動(dòng)一型高超聲速飛機(jī)演示驗(yàn)證項(xiàng)目,其中核心的速度指標(biāo)應(yīng)為馬赫數(shù)5~6級(jí),且更偏向于馬赫數(shù)5。這可能是綜合權(quán)衡了當(dāng)前技術(shù)基礎(chǔ)、技術(shù)驗(yàn)證需求和未來(lái)任務(wù)需求、以及周期和成本等因素的結(jié)果。
無(wú)論軍方態(tài)度如何,以洛馬、波音為首的美國(guó)工業(yè)界已經(jīng)合力率先吹響了高超聲速飛機(jī)“總攻”的號(hào)角。美國(guó)軍方將如何響應(yīng),競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)如何發(fā)展,我們拭目以待。(中國(guó)航空工業(yè)發(fā)展研究中心 廖孟豪)
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