文/李清

　　美國：研究起步早、投資力度大、成果顯著。

　　(1)Hyper-X計劃

　　20世紀(jì)80年代，美國率先提出了“國家空天飛機(jī)(NASP)”計劃，代號為X-30，由于技術(shù)原因，歷時8年，耗資30億美元之后，于1994年計劃被迫終止。其后，歷經(jīng)高超音速運(yùn)輸機(jī)計劃、高超音速技術(shù)計劃,最終演變?yōu)镠YPER-X計劃。該計劃的主旨是“更好、更快、更廉價”，目的是驗證裝有吸氣發(fā)動機(jī)飛行器的一體化設(shè)計技術(shù)，以大大增加可以重復(fù)使用的航天運(yùn)載飛行器和高超聲速飛行器的機(jī)動能力和有效載荷能力。

　　Hyper-X計劃制造三種一次性使用的無人飛行驗證機(jī)：X-43A、X-43B和X-43C。X-43A主要用來驗證超燃沖壓發(fā)動機(jī)在6馬赫以上的使用潛力，飛行器由B-52轟炸機(jī)帶到高空，并由飛馬火箭助推到一定的速度后，再點燃沖壓發(fā)動機(jī)完成最后的沖刺。X-43B將驗證在低速時使用一般的渦輪噴氣發(fā)動機(jī)，在高空高速時轉(zhuǎn)用沖壓的組合循環(huán)發(fā)動機(jī)的使用潛力。而X-43C是X-43A的尺寸放大型。根據(jù)原計劃，X-43A的飛行試驗在2007年之前進(jìn)行，接著在2008年左右進(jìn)行X-43C的飛行試驗，最后在2009年進(jìn)行X-43B飛行試驗。

　　X-43A在2004年3月27日的飛行中在29000米的高空的速度達(dá)到了6.94馬赫，在2004年11月16日速度更是達(dá)到了9.68馬赫。歷時8年、耗資230億美元的Hyper-X計劃終于取得了令世界航空界震驚的成就，并掀起了新一輪的高超聲速技術(shù)發(fā)展熱潮。

　　(2)“獵鷹”計劃

　　隨著美國軍事戰(zhàn)略的重大調(diào)整，發(fā)展適應(yīng)全球打擊要求的高超聲速飛行器的優(yōu)先權(quán)不斷提升，加上“發(fā)現(xiàn)”號航天飛機(jī)在發(fā)射中出現(xiàn)的一系列致命的問題，研發(fā)新一代航天飛行器的呼聲越來越高。開始于2003年的美國空軍與國防預(yù)先研究計劃局(DARPA)聯(lián)合進(jìn)行的“獵鷹”高超聲速飛行器計劃項目便是其中之一，預(yù)計“獵鷹”飛行速度可達(dá)到20馬赫以上。其最終目標(biāo)是研制一種最大速度達(dá)24000km/h(22馬赫)、最高飛行高度30～45公里的新型飛行器。

　　(3)“黑雨燕”計劃

　　2004年后，美國國防預(yù)先研究計劃局推出了“黑雨燕”計劃，計劃研制高超聲速無人駕駛飛行器，設(shè)計最大速度為更容易達(dá)到的6馬赫，采用普通飛機(jī)的起降方式，大小和一架噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)差不多。該計劃由洛克希德·馬丁的“臭鼬工廠”主承包。

　　“黑雨燕”飛機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)是使用氫燃料的推進(jìn)器，由一臺渦輪噴氣發(fā)動機(jī)和一臺沖壓式噴氣發(fā)動機(jī)組合而成。其中的渦輪噴氣發(fā)動機(jī)將把飛機(jī)的速度提升到3馬赫，此時沖壓發(fā)動機(jī)開機(jī)，并將飛機(jī)的巡航速度提升到6馬赫。

　　前蘇聯(lián)/俄羅斯:

　　最早進(jìn)行超燃沖壓發(fā)動機(jī)研究

　　(1)圖-2000高超聲速飛機(jī)

　　俄羅斯圖波列夫設(shè)計局從1986年起開始設(shè)計圖-2000高超聲速飛機(jī)，主要是為了與美國的空天飛機(jī)(NASP)計劃展開競爭。在1992年8月的莫斯科航展上，俄羅斯展出了圖-2000飛機(jī)的方案模型，類似于美國的X-30。

　　目前，俄羅斯十多家設(shè)計局參與了圖-2000的研究工作。圖-2000飛機(jī)考慮用三類推進(jìn)裝置：渦輪噴氣發(fā)動機(jī)、超燃沖壓發(fā)動機(jī)和用于入軌的火箭發(fā)動機(jī)。飛機(jī)將只采用氫燃料。至于超聲速沖壓發(fā)動機(jī)，圖-2000將需8臺，裝于后機(jī)身下面。俄羅斯中央航空發(fā)動機(jī)研究院和“聯(lián)盟”設(shè)計局從事超聲速沖壓發(fā)動機(jī)的研究，這種發(fā)動機(jī)可使飛機(jī)的速度至少達(dá)到6馬赫，隨后火箭發(fā)動機(jī)繼續(xù)工作，使飛機(jī)加速到25馬赫。

　　(2)阿雅克斯高超聲速飛機(jī)

　　阿雅克斯計劃始于80年代末期，由前蘇聯(lián)涅瓦特種飛行器設(shè)計局負(fù)責(zé)設(shè)計。前蘇聯(lián)解體后，90年代初，為了迎接美國NASP計劃(X-30)的挑戰(zhàn)，俄羅斯的“天鷹”計劃面世，阿雅克斯被納入了“天鷹”計劃。目前，俄羅斯有幾百個企業(yè)參與了阿雅克斯計劃的研究工作，俄羅斯國防工業(yè)委員會決定首先采用縮比尺寸原型機(jī)實現(xiàn)首飛。

　　英國：一度長期徘徊不前

　　英國從20世紀(jì)60年代就開始了高超聲速問題的研究，由于研究重點放在昂貴而風(fēng)險巨大的大型載人飛行器上，因而長期沒有取得重大進(jìn)展。近年來，英國的高超聲速研究計劃進(jìn)行了重大調(diào)整，目前正在實施HyShot和SHYFE兩項計劃。

　　HyShot是一項多國合作計劃，由澳大利亞昆士蘭大學(xué)組織，澳大利亞、英國、德國和韓國共同參與。該項目把裝備有超燃沖壓發(fā)動機(jī)的火箭發(fā)射到距地面350公里的太空，當(dāng)再入大氣層后，在30公里高度火箭降落速度可以達(dá)到8馬赫，此時啟動超燃沖壓發(fā)動機(jī)，檢驗和測試發(fā)動機(jī)的相關(guān)性能參數(shù)，以驗證長期地面試驗所得到的相關(guān)數(shù)據(jù)。

　　SHYFE計劃，是英國利用HyShot計劃的試驗成果開展的高超聲速試驗計劃，旨在生產(chǎn)能以6馬赫速度長時間持續(xù)(約為數(shù)百秒)飛行的高超聲速試飛器。

　　日本：最終目標(biāo)是完成兩級入軌空天飛機(jī)研制

　　20世紀(jì)70年代，日本在一些大學(xué)開始了超聲速燃燒基礎(chǔ)研究，90年代初，日本國家宇航實驗室(NAL)建立了較大規(guī)模的自由射流試驗系統(tǒng)，同時也對超燃發(fā)動機(jī)部件、結(jié)構(gòu)、材料和機(jī)身/發(fā)動機(jī)一體化等進(jìn)行了深入研究。

　　日本2007年開始進(jìn)行預(yù)冷氫燃料渦輪噴氣發(fā)動機(jī)的2馬赫的飛行試驗，計劃2015年以前完成5馬赫的飛行試驗。

　　印度：客運(yùn)高超聲速飛機(jī)有軍事背景

　　目前，印度正組織印度理工學(xué)院(IIT)、印度科學(xué)研究所(IIS)以及其他研發(fā)實驗室，一體化、網(wǎng)絡(luò)化地協(xié)同開發(fā)超聲速技術(shù)。

　　該高超聲速飛機(jī)的技術(shù)演示機(jī)將由超燃沖壓發(fā)動機(jī)提供動力。這種發(fā)動機(jī)從大氣中獲取氧氣，并與所攜液氫燃料發(fā)生燃燒，使飛行速度有望達(dá)到6馬赫～14馬赫。按照設(shè)想，印度高超聲速飛機(jī)可以從普通的機(jī)場起降。□(作者為中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心副總師)