美国在发展高超声速技术方面走在世界的前列。20世纪60年代初,美国试验飞机X-15使用火箭发动机,实现了首次高超声速飞行(马赫数大于5.3)。在这以后,美国开始致力于实现使用吸气式发动机进行的高超声速飞行,并开展了超声速燃烧冲压发动机等关键技术的研究。

1986年,美国国家航空航天局(NASA)决定启动单级入轨的"国家空天飞机(NASP)"计划。该计划在花出30亿资金后,于1995年停止。在这之后,NASA继续执行了一项规模较小的飞行演示验证计划。它的第一个无人高超声速验证机就是X-43A。使用氢燃料的X-43A飞行试验虽然成功,但其飞行马赫数是固定不变的(马赫数为7或10)。

2001年,美国NASA和国防部,联合提出了"国家航空航天倡议(NAI) ",重点讨论了使用吸气式发动机进行高超声速巡航飞行的技术,并建议分三步走:近期致力于高超声速巡航导弹;中期集中于发展高超声速飞机;远期瞄准重复使用的航天运载器。2008年2月,美国国防部向国会递交了《国防部高超声速计划路线图》。在此文件中,美军将高超声速技术定义为使大气层高超声速机动飞行成为可能的技术。由此美国的高超声速计划扩展到包括采用火箭发动机和组合发动机进行高超声速机动飞行的技术,并提出了一系列技术产品。它们包括:吸气式高超声速飞行器,如美国空军的试验性高超声速飞行器X-51A、海军的"高超声速飞行验证计划(HyFly)"等;高超声速助推滑翔飞行器,如"高超声速技术(HTV) "、陆军的"先进高超声速武器(AHW)"等;甚至还包括小型无人航天飞机X -37B等。

美军航天司令部在1998年4月公布了《长期规划》,首次提出了太空作战飞行器(SOV)系统的概念。SOV是一种能够快速发射的重复使用的航天运载器,它可以将上面级送入近地球轨道或亚轨道。SOV系统的上面级有:(1)太空机动飞行器(SMV)。它具有较强的轨道机动能力,并能返回地面且可重复使用,其试验样机就是后来的X-37B;(2)模块嵌入级(MISS);(3)通用再入飞行器(CAV)。它带有精确制导的非核战斗部,主要用于远程对地攻击。2003年6月,美国空军和国防高级研究计划局(DARPA)联合对"猎鹰(FALCON)"计划招标。涉及四个主要项目:通用再入飞行器(CAV)、增程型通用再入飞行器(ECAV)、小型运载火箭(SLV)和高超声速巡航飞行器(HCV)。后来,CAV改名为高超声速技术飞行器(HTV)。

X-51A飞行实验

美军的X-51A先后进行了4次飞行试验。2013年5月1日进行了第四次试飞,当飞行马赫数达到4. 8时,X-51A与固体火箭脱离,并点燃了自己的双模态亚燃/超燃冲压发动机。X-51A的最大飞行马赫数达到5.1,飞行距离超过了426 km。这次X-51A试验比前三次的结果虽好,但仍未达到预期目标。美国当前正在发展的高超声速武器,包括空军的"高超声速打击武器(HSSW) "、空军和DAPRA合作的"高超声速吸气式武器概念(HAWC)"和"战术助推滑翔(TBG)"等项目。

美国洛马公司正在积极研发高超声速侦察飞机SR-72,最大飞行马赫数约为6。美媒有报道称,SR-72可能将首先采用火箭基组合循环(RBCC)发动机。2017年10月,DARPA授予了洛克达因公司一份关于验证涡轮基组合循环( TBCC)发动机的合同,它将首先用于洛马公司正在研制的一种高超声速验证机。验证机大小与F-22相当。由此可见,美国对SR-72的推进系统,正在进行多方案研究。2018年1月初,波音公司宣布正在开发一种高超声

速侦察和攻击无人机的概念机"女武神II",其验证机的尺寸大约与F-16战斗机的大小相当。2008年美国国防部开始执行"常规全球高速打击(CPGS)"计划。其中包括发展空军和DARPA的HTV-2和陆军的AHW。前者为乘波体布局,最大马赫数可达20,射程10000 km以上;后者的外形呈轴对称,其最大马赫数可达10,射程超过4000 km。HTV的两次飞行试验均未成功。2011年11月,AHW成功进行了第一次试飞。2014年8月又进行了第二次试飞,飞行器发射45后,因发射台出现故障而中止试验。2017年10月30日,美国海军成功进行了AHW缩比飞行器的"飞行试验1 (FE-1) ",它采用了与2011年AHW首飞试验相同的飞行路线,飞行时间不到30 min。

美军正在发展的TBG和HAWC

根据美国《航空周刊》网站的报道,美国空军的副助理部长帮办科林·塔克表示,空军需要采取过渡性策略来推进高超声速技术的发展。首先应部署一次性武器,并在此基础上扩展能力,最终研制成功用于实战的可重复使用高超声速武器平台。它们在最终应用时必须可支持、可生产、可操作、可承受。美国空军开始着手发展一型空射的高超声速常规打击武器(HCSW)。它装备常规弹头,由固体火箭发动机驱动。DARPA正在发展"实验性航天飞机(XS-1)",其主要任务是发射小卫星,是否能用于作战,将取决于火箭发动机的重复使用能力。美国空军将支持SR-72的发展,将采用"爬-走-跑"的渐进式策略,不追求一举成功。

2017年12月12日,美国总统特朗普签署了"2018财年国防授权法案"。该法案要求国防部制定常规快速全球打击武器系统的研发计划,在2022年9月30日之前具备早期作战能力;并确定用于常规快速全球打击武器研发经费为2. 0175亿美元,为历年最高。美军在2030年可能装备的高超声速武器主要有高超声速导弹、高超声速助推滑翔飞行器和高超声速侦察飞机。至于X- 37B和XS-1会不会进一步发展成为武器,尚待观察。

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