美國在發展高超聲速技術方面走在世界的前列。20世紀60年代初,美國試驗飛機X-15使用火箭發動機,實現了首次高超聲速飛行(馬赫數大於5.3)。在這以後,美國開始致力於實現使用吸氣式發動機進行的高超聲速飛行,並開展了超聲速燃燒衝壓發動機等關鍵技術的研究。

1986年,美國國家航空航天局(NASA)決定啓動單級入軌的"國家空天飛機(NASP)"計劃。該計劃在花出30億資金後,於1995年停止。在這之後,NASA繼續執行了一項規模較小的飛行演示驗證計劃。它的第一個無人高超聲速驗證機就是X-43A。使用氫燃料的X-43A飛行試驗雖然成功,但其飛行馬赫數是固定不變的(馬赫數爲7或10)。

2001年,美國NASA和國防部,聯合提出了"國家航空航天倡議(NAI) ",重點討論了使用吸氣式發動機進行高超聲速巡航飛行的技術,並建議分三步走:近期致力於高超聲速巡航導彈;中期集中於發展高超聲速飛機;遠期瞄準重複使用的航天運載器。2008年2月,美國國防部向國會遞交了《國防部高超聲速計劃路線圖》。在此文件中,美軍將高超聲速技術定義爲使大氣層高超聲速機動飛行成爲可能的技術。由此美國的高超聲速計劃擴展到包括採用火箭發動機和組合發動機進行高超聲速機動飛行的技術,並提出了一系列技術產品。它們包括:吸氣式高超聲速飛行器,如美國空軍的試驗性高超聲速飛行器X-51A、海軍的"高超聲速飛行驗證計劃(HyFly)"等;高超聲速助推滑翔飛行器,如"高超聲速技術(HTV) "、陸軍的"先進高超聲速武器(AHW)"等;甚至還包括小型無人航天飛機X -37B等。

美軍航天司令部在1998年4月公佈了《長期規劃》,首次提出了太空作戰飛行器(SOV)系統的概念。SOV是一種能夠快速發射的重複使用的航天運載器,它可以將上面級送入近地球軌道或亞軌道。SOV系統的上面級有:(1)太空機動飛行器(SMV)。它具有較強的軌道機動能力,並能返回地面且可重複使用,其試驗樣機就是後來的X-37B;(2)模塊嵌入級(MISS);(3)通用再入飛行器(CAV)。它帶有精確制導的非核戰鬥部,主要用於遠程對地攻擊。2003年6月,美國空軍和國防高級研究計劃局(DARPA)聯合對"獵鷹(FALCON)"計劃招標。涉及四個主要項目:通用再入飛行器(CAV)、增程型通用再入飛行器(ECAV)、小型運載火箭(SLV)和高超聲速巡航飛行器(HCV)。後來,CAV改名爲高超聲速技術飛行器(HTV)。

X-51A飛行實驗

美軍的X-51A先後進行了4次飛行試驗。2013年5月1日進行了第四次試飛,當飛行馬赫數達到4. 8時,X-51A與固體火箭脫離,並點燃了自己的雙模態亞燃/超燃衝壓發動機。X-51A的最大飛行馬赫數達到5.1,飛行距離超過了426 km。這次X-51A試驗比前三次的結果雖好,但仍未達到預期目標。美國當前正在發展的高超聲速武器,包括空軍的"高超聲速打擊武器(HSSW) "、空軍和DAPRA合作的"高超聲速吸氣式武器概念(HAWC)"和"戰術助推滑翔(TBG)"等項目。

美國洛馬公司正在積極研發高超聲速偵察飛機SR-72,最大飛行馬赫數約爲6。美媒有報道稱,SR-72可能將首先採用火箭基組合循環(RBCC)發動機。2017年10月,DARPA授予了洛克達因公司一份關於驗證渦輪基組合循環( TBCC)發動機的合同,它將首先用於洛馬公司正在研製的一種高超聲速驗證機。驗證機大小與F-22相當。由此可見,美國對SR-72的推進系統,正在進行多方案研究。2018年1月初,波音公司宣佈正在開發一種高超聲

速偵察和攻擊無人機的概念機"女武神II",其驗證機的尺寸大約與F-16戰鬥機的大小相當。2008年美國國防部開始執行"常規全球高速打擊(CPGS)"計劃。其中包括髮展空軍和DARPA的HTV-2和陸軍的AHW。前者爲乘波體佈局,最大馬赫數可達20,射程10000 km以上;後者的外形呈軸對稱,其最大馬赫數可達10,射程超過4000 km。HTV的兩次飛行試驗均未成功。2011年11月,AHW成功進行了第一次試飛。2014年8月又進行了第二次試飛,飛行器發射45後,因發射臺出現故障而中止試驗。2017年10月30日,美國海軍成功進行了AHW縮比飛行器的"飛行試驗1 (FE-1) ",它採用了與2011年AHW首飛試驗相同的飛行路線,飛行時間不到30 min。

美軍正在發展的TBG和HAWC

根據美國《航空週刊》網站的報道,美國空軍的副助理部長幫辦科林·塔克表示,空軍需要採取過渡性策略來推進高超聲速技術的發展。首先應部署一次性武器,並在此基礎上擴展能力,最終研製成功用於實戰的可重複使用高超聲速武器平臺。它們在最終應用時必須可支持、可生產、可操作、可承受。美國空軍開始着手發展一型空射的高超聲速常規打擊武器(HCSW)。它裝備常規彈頭,由固體火箭發動機驅動。DARPA正在發展"實驗性航天飛機(XS-1)",其主要任務是發射小衛星,是否能用於作戰,將取決於火箭發動機的重複使用能力。美國空軍將支持SR-72的發展,將採用"爬-走-跑"的漸進式策略,不追求一舉成功。

2017年12月12日,美國總統特朗普簽署了"2018財年國防授權法案"。該法案要求國防部制定常規快速全球打擊武器系統的研發計劃,在2022年9月30日之前具備早期作戰能力;並確定用於常規快速全球打擊武器研發經費爲2. 0175億美元,爲歷年最高。美軍在2030年可能裝備的高超聲速武器主要有高超聲速導彈、高超聲速助推滑翔飛行器和高超聲速偵察飛機。至於X- 37B和XS-1會不會進一步發展成爲武器,尚待觀察。

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