美國波音公司首次公開披露高超聲速飛機驗證機概念方案和部分信息

《空天防務觀察》導讀：2018年1月11日，廖孟豪先生曾向本號提供一條重要動向：「關注！美國洛馬公司高管透露已完成某型高超聲速飛機研製」（點擊題名可直接訪問）。美國當地時間1月11日，美國媒體又報道了波音公司首次公開披露高超聲速飛機驗證機概念方案。廖孟豪先生再次編譯如下，以供各位讀者參考。

2018年1月11日，美國《航空周刊與空間技術》網站報道稱：在美國佛羅里達州正在舉行的美國航空航天學會2018年度科技會議（AIAA SciTech 2018）上，波音公司首次公布了高超聲速飛機驗證機概念方案並展出了一個飛機模型。該驗證機方案瞄準的背景型號是未來高速打擊和偵察飛機。

波音公司首次公開的高超聲速飛機驗證機概念方案模型（美國《航空周刊與空間技術》圖片）

波音公司計劃以該方案為基礎，第一步先研製一型F-16戰鬥機大小、採用單台發動機的驗證機，主要用於開展飛行試驗；然後第二步才研製一型SR-71偵察機大小、採用兩台發動機的作戰飛機。波音計劃在2020年代末完成型號研製，成為SR-71「黑鳥」偵察機的後繼機。

波音公司此次公開的高超聲速飛機驗證機方案採用大後掠三角翼無平尾加雙垂尾氣動布局，前機身有明顯的細長型突起脊背，並在往後延伸時逐漸與飛機機翼融合，該設計有助於產生渦流，提高低速段氣動特性。這樣一來，該布局既可以在高超聲速段獲得乘波升力又可以在起飛降落的低速段提供充足的升力。

驗證機採用了TBCC推進系統，該系統包含常規渦輪發動機和雙模態亞燃／超燃衝壓發動機（DMRJ），二者共用進氣道和尾噴管。其中，進氣道採用了源自波音公司XB-70轟炸機的突出型中間隔板設計，尾噴管也採用了一套突出的船尾型分隔器。兩台TBCC發動機並排緊密布置在機腹中央，內轉式進氣道的位置剛好可以捕獲前機身在機鼻處產生的激波。

波音公司高超聲速飛機首席設計師湯姆·史密斯（Tom Smith）表示，「推進系統決定了飛機的長度。」儘管波音拒絕透露更多設計細節，但從其展出的飛機模型可以清晰地看見，TBCC採用了渦輪發動機和衝壓發動機左右並聯的布置方式，而不是上下並聯。

波音公司負責高超領域的首席科學家凱文·鮑卡特（Kevin Bowcutt）在現場接受《航空周刊與空間技術》採訪時表示，「我們一直在思考如何才能以最經濟的方式研製出一型高超聲速飛機驗證機來。現在我們敢說，通過我們的獨立研究，已經找到了這個問題的答案。」他還表示，儘管雙垂尾乘波體布局一直在不斷發展演化，但這種布局形式已經成為一種高超聲速飛機切實可行的典型方案。「高超聲速飛機的設計充滿了各種矛盾，難度巨大。這種飛機需要從地面滑跑起飛，加速並突破音障，然後繼續加速到馬赫數5以上。衝壓發動機的比沖隨著速度增加將顯著下降，因此為了達到馬赫數5，必須增大發動機的尺寸，這意味著進氣道和尾噴管也得一併增大，這反過來（增加了阻力）使得跨越音障更加困難。」

但鮑卡特表示，波音公司通過非常精細的採用飛發一體化設計技術，最終還是設計出了一個可行的方案。飛發一體化設計的核心是多學科優化設計技術（MDO），波音公司曾在研製X-51A「乘波者」飛行器時也採用了MDO技術。波音公司最初完全依靠自籌資金啟動了高超聲速飛機驗證機概念方案研究項目，但在後續科研過程中陸續獲得了DARPA和美國空軍的經費支持。其中，DARPA從「先進全狀態發動機」（AFRE）項目予以了經費支持，美空軍研究實驗室從一個密切相關的渦輪基衝壓組合發動機（TBCC）飛行驗證機概念研究項目中給予了經費支持。軌道ATK公司是波音公司開展該驗證機概念方案研究的推進系統合作夥伴，剛剛在2017年9月獲得了DARPA AFRE項目價值2144萬美元的TBCC發動機地面集成驗證科研合同。並且，波音公司也是與軌道ATK公司一起參與了美空軍研究實驗室TBCC飛行驗證機概念研究項目。

波音公司在該高超聲速飛機驗證機的設計上吸收了近二十年來波音在X-43（廖孟豪註：飛行試驗中最大速度達到馬赫數9.8）和X-51A（廖孟豪註：飛行試驗中最大速度達到馬赫數5.1）等高超聲速技術驗證飛行器的成果和經驗，同時也參考借鑒了波音公司其他高速飛機項目的經驗，其中包括馬赫數3一級的XB-70轟炸機驗證機項目。

廖孟豪先生此前已為《空天防務觀察》提供22篇專欄文章，如下表：

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