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2024年国外高超声速技术发展回顾

来源:雷竞技app网页版    发布时间:2025-04-14 11:19:02

2024年,国际高超声速技术发展继续保持快速发展形态趋势。美国围绕高超声速武器实战化、低成本批产...

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  2024年,国际高超声速技术发展继续保持快速发展形态趋势。美国围绕高超声速武器实战化、低成本批产化开展大量工作,推进可重复使用高超声速飞行器重要试验,并在高超声速关键基础技术领域取得实质性进展。俄罗斯持续优化提升现有高超声速武器的作战能力,并推出“榛树”(Oreshnik)新型高超声速弹道导弹。其他几个国家也积极地推进发展本国高超声速技术,朝鲜、印度开展新型高超声速导弹试射,伊朗、胡塞武装宣布将高超声速导弹投入实战。

  美国高超声速滑翔和巡航武器快速推进研制并临近部署,各军种提前开展实战能力演练和生产能力布局。以商业公司为主推动重复使用高超声速飞行器研制试验。同时,美国在高超声速基础技术领域取得诸多突破,尤其是高超声速推进技术方面。

  美陆军和海军通用高超声速滑翔导弹成功(开展两次联合飞行试验LRHW)导弹连续多次参加联合作战演习以提,“远程高超声速武器”升实战化能力。2024年6月,美陆军宣布成功进行了一次飞行试验,LRHW整弹从独立平台定位和发射,射程超过3200km,此次飞行试验不包括任何特定服务的地面设备,验证了导弹部分的性能。同月,美政府问责局发布报告称陆军LRHW部署时间将推迟至2025财年。7-9月,LRHW导弹连先后参加了海军的坚决猎手-24-2(ResoluteHunter-24-2)演习和空军的竹鹰-24-3(BambooEagle-24-3)联合演习,与其他部队演练协同作战,展示了LRHW的数字杀伤链效能。11月,美陆军授予动力技术公司一份价值6.705亿美元的合同,用来制造通用高超声速滑翔体以及热防护系统。12月,美国国防部(DoD)表示又进行了一次联合飞行试验,试验成功验证了LRHW系统的地面服务设施以及整弹样机发射的全流程操作,标志着LRHW系统已经很成熟。此外,美国国防部于12月还在X-弓系统公司(X-Bow)原6400万美元合同的基础上追加投资,用于增强陆海基高超声速固体火箭发动机的制造能力并减少相关成本,侧面证明陆军LRHW生产进程加速,愈加临近部署。

  美海军稳步推进“常规快速打击”(CPS)导弹的列装部署进程,2025年上舰即将成为现实。2024年3月,美海军官员表示正在建造水下实验设施,探索CPS高超声速发射装置的水下使用。12月,首艘“朱姆沃尔特”(Zumwalt)驱逐舰已完成集成CPS发射系统的改装,并重新下水。此外,海军在2024年3月发布的财年预算中对CPS采购计划进行了调整,将在2026—2029财年共计采购61枚CPS导弹,相比原定2025—2028财年的56枚提高了5枚,但采购进度推迟一年。

  美空军“空射快速响应武器”(ARRW)利用余留弹开展试训(见图1),不排除后续发展的可能。2024年2月,美空军在关岛安德森基地对B-52H轰炸机携带ARRW进行了熟悉训练。3月,美空军宣称对ARRW进行了最后一次飞行试验,试验结果并未透露。9月,美空军授予洛马公司(LM)一份价值约1345万美元的修改合同,可能用于ARRW潜在后续项目。

  洛马公司自主推出“灰鲭鲨”(Mako)高超声速导弹,探索技术能力创新(见图2)。2024年4月,洛马公司和共同激励公司(CoAspire)在美军2024年海空天会议上联合推出了新型空射Mako多任务高超声速导弹,该导弹方案是基于空军“防区内攻击武器”(SiAW)竞标的产品。8月,洛马公司宣布采用增材制造技术开发Mako导弹,将极大提升该武器的模块化、低成本、快速生产能力,为实战化运用奠定基础。

  空军“高超声速攻击巡航导弹”(HACM)重点开展地面和挂载试验(见图3)。2024年5月,美空军向美国卡尔斯本-布法罗大学联合研究中心(CUBRC)授出一份风洞试验的独家合同,以对HACM进行全尺寸模型风洞试验。8月,美空军完成B-1B轰炸机搭载新型载荷自适应模块化(LAM)挂架的飞行试验,便于未来携带高超声速巡航导弹。海军“高超声速空射进攻性反水面作战”(HALO)导弹的技术方案论证进展顺利(见图4)。1月,雷声公司(Raytheon)宣布已成功完成HALO导弹的初步技术审查和原型适配检查。

  为了满足高超声速巡航导弹的低成本量产需求,美军大力推广增材制造技术应用,并计划与盟友联合生产。2024年3月,美国普渡大学研发中心使用最先进的增材制造设备来打印全尺寸、完全运行的超燃冲压发动机原型。5-6月,美国国防部分别授予航空喷气-洛克达因公司(AerojetRocketdyne)和辛塔维亚公司(Sintavia)各一份增材制造领域的合同,用于高超声速飞行器推进部件的设计和制造。8月,美国官员表示将与澳大利亚联合生产高超声速巡航导弹,以缓解美国国防工业的压力。10月,美空军授予雷声公司一份价值7300万美元的合同,用于增强HACM的生产制造能力。

  赫尔墨斯公司(Hermeus)“夸特马”(QuarterHorse)高超声速飞行器完成地面试验。2024年1月,完成首架完全集成的缩比验证飞行器“动态铁鸟”(DynamicIronBird)的首次地面试验(见图5)。5月,宣布正在研发一型名为“翠鸟”(Halcyon)的载人高超声速飞机,可搭载20名乘客。8月,发布视频显示对一台铬合金色的夸特马-Mk-1飞行器进行中高速滑行试车。11月,完成了“星链”(Starlink)与夸特马-Mk-1试验无人机的快速集成,实现了基于“星链”的超视距指挥控制能力。

  平流层发射公司(Stratolaunch)的利爪-A(Talon-A)高超声速飞行器多次完成飞行试验。2024年2月,公司完成首架有动力Talon-A高超声速飞行器TA-1的第二次挂飞试验;3月,完成TA-1的首次有动力飞行试验。5月,对“大鹏”(Roc)载机进行了一次试飞,Talon-A飞行器为下一次发射前进行的包线月,对Talon-A高超声速飞行器的雷达高度计和控制系统软件进行了试验。12月,平流层发射公司成功发射并回收TA-2飞行器。

  多型固体火箭发动机完成地面点火试验。2024年2月,大熊座公司(UrsaMajor)获得空军合同,用以提高“德雷珀”(Draper)高超声速发动机的性能和复用性。3月,“德雷珀”高超声速发动机地面试验成功完成。4月,航空喷气-洛克达因公司对宙斯-2(Zeus-2)高超声速固体火箭发动机进行了热点火试验。8月,进化论空间公司(EvolutionSpace)获得空军合同,用以开发固体高超声速助推器;X-Bow公司宣布已完成其固体高超声速助推火箭发动机的初步设计审查。9月,雷声公司和诺格公司(NorthropGrumman)联合完成了先进远程固体火箭发动机的静态点火试验,展示了可用于高超声速领域的有线月,安杜里尔公司(Anduril)成功完成“德纳里”(Denali)高超声速固体火箭发动机的静态试射。

  美国同步积极发展组合动力发动机。2024年4月,DARPA发布关于“下一代响应打击”项目的信息征询,发展水平起降型高超声速战斗机发动机的有关技术,征询书要求该发动机使用“涡轮基组合循环发动机”(TBCC),推力达到169kN。5月,美国维亚空间公司(VayaSpace)获空军合同以研发火箭引射-冲压组合动力发动机(HRER)。

  旋转爆震发动机取得全新进展。2024年1月,美国金星宇航公司(VenusAerospace)对其旋转爆震发动机进行了长达4min的点火试验。7月,通用公司完成其旋转爆震双模冲压发动机(RD-DMRJ)概念的“3X”样机的地面台架试验。10月,金星宇航公司公开了8889N推力“金星爆震冲压发动机”(VDR2),并于12月完成了首次点火试验。

  1)推动新型防热材料和发汗冷却技术开发。2024年4月,美国国防部授出合同,开展研发和试验碳/碳复合材料用作“热防护系统”(TPS)的替代材料;美海军研究办公室授予亚利桑那大学210万美元合同,探索试验高超声速飞行器热防护材料性能的最佳方法。9月,美空军授予卡诺皮航空航天公司(CanopyAerospace)280万美元合同,项目之一是开发高超声速飞行器发汗冷却技术;美国卡斯顿公司(Castheon)通过3D打印技术成功改进铌合金C103,得到一种性能更好的防热材料。

  2)加强高超声速环境下传感器技术探讨研究。2024年3月,DARPA授予欧扎克集成电路公司(OzarkIntegratedCircuits)一份价值1090万美元,开发适用于高超声速飞行器的耐极热环境的传感器电子元件。5月,美空军授予博德金设计与工程公司合同,研发一型可用于高超声速试验的温度测量传感器。9月,美空军授予卡诺皮航空航天公司280万美元合同,项目之一是开发可承受高温的基于光纤的新型传感器设备。10月,国防部启动突破性“高超声速红外目标传感”应用研究项目,加强高超声速武器红外导引头领域的研究。

  3)围绕高超声速试验平台提升飞行试验能力。①开展飞行试验:2024年2月,美国科巴姆先进电子公司(CAES)研制的“自主飞行中止单元”(AFTU)成功搭载“多军种先进高超声速试验台”(MACH-TB)试飞。7月,美国奎托斯公司(Kratos)证实其制造的“复仇女神”(Erinyes)飞行器执行了美国导弹防御局“高超声速试验台”(HTB-1)的首飞任务。9月,美空军的边界层转捩-1B(BOLT-1B)高超声速试验飞行器在挪威成功试飞;太空港公司(Spaceport)运用海上发射船为相对论空间公司(RelativitySpace)发射了高超声速试验火箭,验证了新型高超声速飞行试验场地的可行性。11月,火箭实验室公司(RocketLab)使用其新型火箭成功执行了与美国莱多斯公司(Leidos)合同预定的第二次高超声速飞行试验任务。②研发新型飞行试验平台:8月,美空军授予前哨技术公司(OutpostTechnologies)“战略资金增加”合同,用于开发和试验一种可执行高超声速飞行试验和再入返回任务的航天器。12月,美空军计划利用瓦尔达航天工业公司(VardaSpaceIndustries)的W系列可重复使用再入飞行器开展高超声速飞行试验研究。③联合盟友提升飞行试验能力:11月,美国与英国、澳大利亚签订“高超声速飞行试验与实验项目”(HyFliTE)协议,约定在2028年前完成6次三边飞行试验活动。

  4)高超声速地面试验设施加强完善。2024年3月,美国国防部表示正在探索建造第二条高超声速火箭橇试验轨道。9月,赫尔墨斯公司建造高焓空气喷气吸气式试验设施,用于高超声速发动机试验和飞行试验;美国北风公司(NorthWind)获得了美军一份价值9850万美元的合同,为高超声速武器等高速系统建造地面试验设施原型。11月,圣母大学与美国海军合作,耗时3年推出了可模拟马赫数10的高超声速试验风洞。

  5)推动高超声速研发生产能力建设。①制造能力方面:2024年3月,美国国防部授予恩赛因-比克福德航空航天与防务公司(Ensign-BickfordAerospace&Defense)1170万美元合同,用于提升生产高超声速武器印刷电路板组件的能力;5月,国防部授予航空喷气-洛克达因公司2.15亿美元合同,对制造高超声速固体火箭发动机的卡姆登工厂扩建和现代化改造,提升制造能力。②设计能力方面:8月,美国国家航空航天局(NASA)资助开发一种用于高超声速飞行器设计的流动稳定性和转捩分析工具。

  俄罗斯持续加强高超声速武器在冲突中的实战运用,“匕首”(Kinzhal)导弹首次大规模运用,“锆石”(Zircon)与“榛树”导弹首次投入实战,均取得良好战果。

  乌克兰危机中,俄罗斯采取多种措施持续增强“匕首”高超声速导弹的作战效能。2024年1月,俄罗斯媒体称,俄军至少发射了11枚“匕首”导弹,实现其首次大规模运用。4月,“匕首”导弹的载机米格-31I具备了空中加油能力,将极大拓展“匕首”导弹的打击射程。7月,俄罗斯公开“未来远程航空综合系统”(PAK-DA)下一代隐身轰炸机,并表示其可搭载12枚“匕首”导弹。

  “锆石”高超声速巡航导弹虽未官宣部署,但已在作战中实现了“以战代试”。2024年3月,普京在讲话中证实,“锆石”高超声速导弹进行了首次作战发射。11月,俄搭载“锆石”高超声速导弹的护卫舰执行演习任务,并于12月在地中海进行试射。此外,俄塔斯社10月报道称,将在2025年为亚森-M级弹道导弹潜艇配备“锆石”高超声速导弹。

  俄罗斯于2024年11月发射了一枚并未携带核战斗部的“榛树”新型高超声速弹道导弹,袭击了乌克兰南方机械制造厂。据普京介绍,“榛树”导弹能够以马赫数10的速度攻击目标,现有防空和反导系统均无法拦截。该导弹可携带多枚高超声速弹头,打击范围能够覆盖整个欧洲。

  第三个导弹师部署,战略核武库持续扩大俄罗斯战略导弹部队于2024年12月在位于俄哈边境奥伦堡州的战略导弹师部署了“先锋”战略导弹,标志着俄罗斯逐步扩大其独特的战略核武库。“先锋”导弹于2018年投入生产,分别于2021年和2022年投入两支导弹师的战斗值班。

  美国之外的西方国家在高超声速技术领域侧重于联合发展,其中美国是重点合作对象,英国将引进美国Mako导弹,澳大利亚则与美国联合开发HACM导弹;四周的国家高超声速技术武器化取得里程碑式进展,朝鲜、印度分别发射高超声速弹道导弹,具备了一定的高超声速威慑能力;中东地区局势动荡,伊朗和胡塞武装均使用高超声速武器打击以色列纵深目标,显示出极佳的作战效能。

  英国国防装备与保障局2024年5月声明,已经挑选了来自国内外工业界和学术界的90个供应商团队加入“高超声速技术与能力发展框架”(HTCDF)协议,以支持英国发展本国高超声速导弹能力。7月,英国与洛马公司达成协议,首先在英国研制Mako吸气式高超声速导弹。8月,英国喷气发动机公司(REL)首次将其预冷器系统集成在发动机上完成了高速地面试验,但该公司10月宣布破产,可能对英国的高超声速项目研发带来挑战。

  (2)澳大利亚热情参加美国高超声速巡航导弹研制,依托商业公司提升飞行试验能力

  1)高超声速巡航武器方面。2024年6月,澳大利亚皇家空军表示,将利用F/A-18F“超级大黄蜂”(SuperHornet)战斗机试射美空军HACM的原型弹,试射活动将持续到2027年3月。8月,美澳表示将联合生产高超声速巡航导弹。

  2)高超声速飞行试验能力方面。7月,澳大利亚初创企业吉尔摩太空公司(GilmourSpace)计划于2025年推出“高超飞行”项目,这是一种亚轨道飞行试验服务,旨在为商业和国防客户开发高超声速技术提供支持。9月,澳大利亚高超声速技术公司(Hypersonix)将与南方发射公司(SouthernLaunch)合作,计划利用后者的任意航天港执行高超声速试验平台的飞行任务。

  朝鲜于2024年1月进行了搭载高超声速机动操纵型弹头的中远程固体燃料弹道导弹的飞行试验。3月,朝鲜在西海卫星发射场进行了多级固体发动机的地面点火试验,该发动机将用于中远程高超声速导弹。4月,朝鲜成功试射搭载高超声速滑翔弹头的火星-16B(Hwasong-16B)新型中远程固体导弹,该导弹采用升力体构型滑翔弹头和两级固体发动机,此次试验验证了其滑翔弹头的机动能力。

  印度于2024年11月成功试射一枚自主研发的国产远程高超声速导弹。飞行试验数据准确有效,验证了导弹的机动性和打击精确性。该枚高超声速导弹将为印度作战部队提供射程超过1500km的高超声速打击能力,可进行机动飞行,并能用作反舰用途。从发射图片看,该导弹由两级火箭发动机助推,疑似印度正在研制的远程反舰导弹(LRAShM)。

  日本在2024年3月对其远程超高速滑翔弹进行了一次飞行试验,旨在验证该导弹未来发射试验的测量系统。根据7月公开的试验视频,远程超高速滑翔弹由发射车发射。11月,日本发射S-520-34探空火箭,验证了基于液态乙醇和氧化亚氮燃料的爆震发动机在太空环境下的性能。

  伊朗在2024年4月对以色列的空袭中使用了法塔赫-2(Fattah-2)高超声速导弹,这是伊朗首次在实战中使用此类武器。美国官员证实此次袭击对以色列两个空军基地造成了重大损失。10月,伊朗宣布再次使用“法塔赫”高超声速导弹对以色列进行了打击。

  也门胡塞武装组织首先于2024年9月公开其拥有巴勒斯坦-2(Palestine-2)高超声速导弹,随后正式使用该导弹对以色列领土纵深发动了袭击。11-12月,胡塞武装表示多次使用巴勒斯坦-2导弹袭击了以色列关键目标。

  2024年,各国高超声速技术武器化进程进一步加快,重要特征体现为对高超声速武器的追求更加迫切。美国在高超声速武器还未正式列装的情况下,频繁开展实战化演练,并布局大规模生产,为潜在的高端战争奠定装备基础;俄罗斯持续加强高超声速导弹实战化运用,作战样式持续丰富,作战能力逐步提升;其他几个国家正基于弹道导弹技术快速转化获取高超声速武器能力,如朝鲜、印度等国试射高超声速导弹,伊朗则已经积极在战场上运用高超声速弹道导弹,进一步加深了对该类型武器战场使用的理解。未来,高超声速武器化竞争将持续加剧,更多高超声速武器将公开亮相,实战化运用也将愈加频繁。

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