SR-72偵察機(英文:Lockheed Martin SR-72,代號(hao):臨(lin)界(jie)(jie)鷹),是由(you)美國(guo)洛克希德·馬丁(ding)公司于2007年(nian)提出(chu)的(de)新(xin)型(xing)戰略隱身多(duo)(duo)用途無人飛機概念,該型(xing)機本(ben)身涵(han)蓋完整的(de)偵察系(xi)統并可攜(xie)帶在(zai)超(chao)高至臨(lin)界(jie)(jie)空域的(de)新(xin)型(xing)武器,集情報收集、偵察、監控、打(da)擊(ji)等諸多(duo)(duo)功能為一體。
SR-72高(gao)超(chao)音(yin)速(su)(su)(su)無人(ren)偵(zhen)察機(ji)(ji)(ji)主(zhu)要用于(yu)取(qu)代上世紀70年代研制的(de)SR-71“黑鳥(niao)”高(gao)速(su)(su)(su)高(gao)空偵(zhen)察機(ji)(ji)(ji),其最(zui)(zui)高(gao)飛(fei)(fei)(fei)行(xing)速(su)(su)(su)度(du)將達到驚(jing)人(ren)的(de)馬赫數6(也就是聲音(yin)速(su)(su)(su)度(du)的(de)6倍(bei)),是SR-71高(gao)速(su)(su)(su)高(gao)空偵(zhen)察機(ji)(ji)(ji)最(zui)(zui)大(da)飛(fei)(fei)(fei)行(xing)速(su)(su)(su)度(du)的(de)兩倍(bei),是第四代戰斗機(ji)(ji)(ji)最(zui)(zui)大(da)飛(fei)(fei)(fei)行(xing)速(su)(su)(su)度(du)的(de)三倍(bei),甚至(zhi)其飛(fei)(fei)(fei)行(xing)速(su)(su)(su)度(du)比一些(xie)常見的(de)導彈(dan)還要快,堪稱人(ren)類制造的(de)“最(zui)(zui)快飛(fei)(fei)(fei)機(ji)(ji)(ji)”。因(yin)為其速(su)(su)(su)度(du)優勢,高(gao)超(chao)音(yin)速(su)(su)(su)飛(fei)(fei)(fei)行(xing)器對(dui)21世紀防空系統的(de)壓(ya)力極大(da),一些(xie)著(zhu)名的(de)地(di)空導彈(dan),如美國(guo)(guo)的(de)“愛國(guo)(guo)者(zhe)”、俄羅(luo)斯(si)的(de)S-400和(he)中國(guo)(guo)的(de)紅(hong)旗-9甚至(zhi)無法(fa)追上這種飛(fei)(fei)(fei)機(ji)(ji)(ji),從而無法(fa)攔截(jie)和(he)擊落它。
SR-71偵(zhen)察(cha)機(ji)于1960年代(dai)初的(de)(de)冷戰時期面世,1998年退(tui)役(yi),被譽為史上最佳和最美(mei)的(de)(de)飛機(ji)之一。SR-71偵(zhen)察(cha)機(ji)外殼以鈦合金打造,可用超音速連續在(zai)8萬英尺(chi)高(gao)空(kong)飛行5400公(gong)里,飛行速度(du)及高(gao)度(du)甚至勝過蘇聯導彈。在(zai)SR-71偵(zhen)察(cha)機(ji)退(tui)役(yi)之后,美(mei)國的(de)(de)情報搜集主要依靠偵(zhen)察(cha)衛星、U-2偵(zhen)察(cha)機(ji)還(huan)有一些無人機(ji)來完成,但(dan)是這三者(zhe)都有比較明顯的(de)(de)弱點。
U-2、捕(bu)食者(zhe)無(wu)人機和(he)全球鷹無(wu)人機航速較(jiao)慢,并(bing)且都不具備隱身能(neng)力。而(er)最(zui)主要的(de)(de)(de)情(qing)報搜集(ji)工具偵(zhen)察衛星(xing)雖(sui)然能(neng)夠覆(fu)蓋全球,但是(shi)(shi)一(yi)般它(ta)的(de)(de)(de)軌道是(shi)(shi)可(ke)(ke)以預測的(de)(de)(de),被偵(zhen)察的(de)(de)(de)國(guo)家通過(guo)對(dui)衛星(xing)的(de)(de)(de)精確(que)定(ding)位并(bing)準(zhun)確(que)計算出(chu)衛星(xing)經過(guo)的(de)(de)(de)時(shi)間,就可(ke)(ke)以及(ji)時(shi)采取應對(dui)措施,使其無(wu)法獲得有(you)效情(qing)報,從而(er)淪為(wei)擺設。例如,1998年,印度政(zheng)府就是(shi)(shi)利用美(mei)國(guo)KH-9影像偵(zhen)察衛星(xing)非臨空(kong)的(de)(de)(de)短暫時(shi)間,進行了(le)核試(shi)驗的(de)(de)(de)關鍵性準(zhun)備工作(zuo),并(bing)因此(ci)成功地欺騙了(le)美(mei)國(guo)情(qing)報機構(gou)。除此(ci)之外(wai),通常在(zai)低軌道上運(yun)行的(de)(de)(de)偵(zhen)察衛星(xing)被攻擊的(de)(de)(de)可(ke)(ke)能(neng)性也正在(zai)變(bian)得越來越大,這很可(ke)(ke)能(neng)導(dao)致對(dui)地偵(zhen)察和(he)監視上的(de)(de)(de)盲區。洛克(ke)希德·馬丁公司自上世紀60年代(dai)以來,便一(yi)直(zhi)試(shi)圖打造SR-71偵(zhen)察機的(de)(de)(de)替(ti)代(dai)者(zhe)。
SR-72高(gao)超音速無人該偵(zhen)察(cha)機由美國(guo)《航空周刊》雜(za)志(zhi)網站于2013年(nian)(nian)11月1日正式披露。根(gen)據計劃(hua)安排,SR-72將于2020年(nian)(nian)進行首飛。預計2030年(nian)(nian)左右服役。
新一代(dai)的(de)SR-72融合了速度、高度和隱身(shen)優勢(shi),因此SR-72間諜飛機(ji)可以不受地空(kong)導彈的(de)威脅。此前已經退役的(de)SR-71偵察(cha)機(ji)在服役期間曾經成功的(de)躲避了數百(bai)枚(mei)來襲的(de)導彈。
洛克(ke)(ke)(ke)希德(de)·馬丁(ding)公(gong)(gong)司(si)雖然(ran)已經有了很多技術(shu)積累,不(bu)過(guo)在未來的(de)(de)(de)研(yan)制過(guo)程(cheng)中,洛克(ke)(ke)(ke)希德(de)-馬丁(ding)公(gong)(gong)司(si)的(de)(de)(de)工程(cheng)師們(men)還要解決許多問(wen)題:例如,SR-72的(de)(de)(de)最大(da)速(su)度將會(hui)是SR-71偵(zhen)察機(ji)的(de)(de)(de)兩倍,考慮到高平流(liu)層的(de)(de)(de)稀薄空(kong)氣(qi),這就勢必會(hui)對飛機(ji)的(de)(de)(de)發動(dong)機(ji)提出更(geng)高的(de)(de)(de)要求;其次,在高速(su)飛行情況,機(ji)身(shen)與空(kong)氣(qi)的(de)(de)(de)劇烈(lie)摩擦(ca)將會(hui)使飛機(ji)的(de)(de)(de)隱身(shen)性能大(da)打折扣。美(mei)國空(kong)軍和洛克(ke)(ke)(ke)希德(de)·馬丁(ding)公(gong)(gong)司(si)對于SR-72暫時都(dou)閉口不(bu)談。洛克(ke)(ke)(ke)希德(de)·馬丁(ding)公(gong)(gong)司(si)頗具傳奇色(se)彩的(de)(de)(de)臭鼬工廠(chang)也不(bu)出席2013年6月17日在法國巴黎舉行的(de)(de)(de)巴黎航(hang)展。對此,洛克(ke)(ke)(ke)希德(de)·馬丁(ding)公(gong)(gong)司(si)官員湯姆·尤科(ke)斯(si)基稱(cheng):“由于政策(ce)的(de)(de)(de)緣故,我們(men)不(bu)會(hui)去(qu)討論機(ji)密項目——無論它們(men)是否存(cun)在”。
SR-72高超音速(su)(su)(su)無人偵察(cha)機(ji)(ji)(ji)有別于(yu)上一代“黑鳥”偵察(cha)機(ji)(ji)(ji),采用(yong)了無人駕駛結構(gou),將使用(yong)渦噴發(fa)(fa)(fa)動機(ji)(ji)(ji)與(yu)超燃沖壓(ya)發(fa)(fa)(fa)動機(ji)(ji)(ji)的組合體作為動力,渦噴發(fa)(fa)(fa)動機(ji)(ji)(ji)將飛機(ji)(ji)(ji)加(jia)速(su)(su)(su)到馬(ma)赫數3后(hou),超燃沖壓(ya)發(fa)(fa)(fa)動機(ji)(ji)(ji)點火繼(ji)續加(jia)速(su)(su)(su)至馬(ma)赫數5到6。
SR-72的設計(ji)飛行速(su)度可(ke)達6馬(ma)赫(he)的“極音(yin)速(su)”,比SR-71偵察機(ji)快(kuai)一(yi)倍,可(ke)在一(yi)小時(shi)內(nei)到達全球任何地點。
SR-72概念①研(yan)究(jiu)人(ren)員決(jue)定采(cai)用(yong)兩段變速(su)的(de)方式讓SR-72達到極音速(su),第(di)一(yi)步是(shi)用(yong)傳(chuan)統(tong)渦輪引擎讓飛機(ji)加速(su)至3馬赫,然后利用(yong)洛(luo)克(ke)希德-馬丁與洛(luo)克(ke)達因連手打造的(de)“超(chao)音速(su)燃燒噴(pen)射推進引擎”,將速(su)度提(ti)升至6馬赫。SR-72構想圖中,看不(bu)到駕駛艙(cang)座罩,意味它可能是(shi)無(wu)人(ren)機(ji)。主持(chi)研(yan)究(jiu)計(ji)劃7年的(de)工(gong)程師利蘭表示,諜機(ji)將采(cai)用(yong)現有(you)材(cai)料打造,以配合(he)國防預算削減的(de)趨勢,原型機(ji)成本可望限制(zhi)在10億美(mei)元之(zhi)內(nei)。SR-72的(de)一(yi)些技術難點(譬如動力(li)(li)系(xi)統(tong))已經(jing)在之(zhi)前的(de)一(yi)些項目的(de)研(yan)究(jiu)中解決(jue)(例如HTV-3X黑(hei)燕)。此(ci)外,臭(chou)鼬工(gong)廠認(ren)為超(chao)高速(su)特性比隱身特性的(de)生存(cun)能力(li)(li)更強。機(ji)體:大(da)型操控:有(you)人(ren)和(he)無(wu)人(ren)通用(yong)材(cai)料:鈦(tai)鎂(mei)合(he)金(jin)包裹型梁架+多合(he)纖維脂混(hun)合(he)機(ji)表防護:低可探測(ce)機(ji)表和(he)全頻譜(pu)電磁波干擾系(xi)統(tong)空(kong)域:臨界(jie)空(kong)域速(su)度:6倍音速(su)功能:多用(yong)途(tu)(包含指(zhi)揮、偵查、運輸、干擾、打擊(ji)等能力(li)(li))
根據(ju)美國(guo)空(kong)軍(jun)高超(chao)聲速(su)長期路(lu)線(xian)圖,SR-72的(de)設計用(yong)于替代SR-71,填補現有衛星、亞聲速(su)有人(ren)、無人(ren)平臺在快速(su)反應情報方面(mian)日益增(zeng)長的(de)能力缺口。潛在危(wei)險和(he)不斷增(zeng)加(jia)的(de)移動威脅正出(chu)現于拒(ju)止區域(yu)、對抗(kang)空(kong)域(yu)和(he)擁有先(xian)進防(fang)空(kong)系統和(he)反衛星知識的(de)國(guo)家。
洛克(ke)希德?馬丁公(gong)司認為馬赫(he)數6是(shi)實(shi)用型吸氣式高超(chao)聲(sheng)速(su)飛行器的最佳設(she)計(ji)點,以馬赫(he)數6在(zai)高空巡(xun)航(hang)的飛行器,可在(zai)隱(yin)(yin)身先進(jin)亞聲(sheng)速(su)或超(chao)聲(sheng)速(su)有人和無人機難于生存的空域執行穿透任(ren)務。此外,武(wu)裝ISR平(ping)臺也將(jiang)有在(zai)目標(biao)隱(yin)(yin)藏前實(shi)施打擊(ji)的能力(li)。
盡管高速ISR能力(li)的價值毋容置疑,但是其昂貴的成本依舊成為阻礙實施相關研制(zhi)的原因(yin)。
但洛克希(xi)德?馬(ma)(ma)丁(ding)公(gong)司認為(wei)已具(ju)備條件解決這一問題。洛克希(xi)德?馬(ma)(ma)丁(ding)公(gong)司吸氣式高超(chao)聲速(su)(su)技(ji)術(shu)投資(zi)(zi)經理布(bu)拉德?利蘭表(biao)示“臭鼬工(gong)廠在過去7年(nian)中一直與航空(kong)噴氣洛克達因公(gong)司合作(zuo),開(kai)發(fa)(fa)(fa)實(shi)現現有渦噴發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)與超(chao)燃(ran)沖(chong)壓(ya)發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)集(ji)成的(de)(de)(de)方法(fa),從(cong)而實(shi)現飛(fei)(fei)行(xing)(xing)(xing)器(qi)從(cong)0加(jia)速(su)(su)至馬(ma)(ma)赫數6以上。”“我們的(de)(de)(de)方法(fa)是(shi)建(jian)立在HTV-3X的(de)(de)(de)基礎上,但是(shi)對其(qi)進行(xing)(xing)(xing)了很多(duo)擴展,并解決了一個關鍵性的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)問題:高速(su)(su)渦輪噴氣發(fa)(fa)(fa)動(dong)機(ji)。HTV-3X是(shi)美國空(kong)軍/美國國防先進研究計劃(hua)局(ju)(DARPA)在2008年(nian)取消(xiao)的(de)(de)(de)可(ke)重復使用的(de)(de)(de)高超(chao)聲速(su)(su)驗(yan)證機(ji),可(ke)重復使用高超(chao)聲速(su)(su)飛(fei)(fei)行(xing)(xing)(xing)器(qi)的(de)(de)(de)概念是(shi)DARPA“獵鷹計劃(hua)”的(de)(de)(de)產物,該計劃(hua)包括發(fa)(fa)(fa)展小型運載火箭(SLV)、通用飛(fei)(fei)行(xing)(xing)(xing)器(qi)(CAV)和高超(chao)聲速(su)(su)巡航飛(fei)(fei)行(xing)(xing)(xing)器(qi)(HCV)。由于CAV和HCV的(de)(de)(de)結構和氣動(dong)技(ji)術(shu)需(xu)要(yao)測試,洛克希(xi)德?馬(ma)(ma)丁(ding)公(gong)司獲得(de)資(zi)(zi)金,開(kai)發(fa)(fa)(fa)出一系列無動(dong)力的(de)(de)(de)高超(chao)聲速(su)(su)試驗(yan)飛(fei)(fei)行(xing)(xing)(xing)器(qi)(HTV)。
在這些研發工作實(shi)施期間(jian),2004年作為重(zhong)新聚焦于航天舉措的一(yi)部(bu)分,NASA取消了幾乎(hu)所有的高超聲速研究,包(bao)括X-43C組合循環推進驗證(zheng)(zheng)機(ji)的相關工作。DARPA的HTV工作自然(ran)拓(tuo)展至(zhi)包(bao)括第三種HTV,即有動力的HTV-3X,該驗證(zheng)(zheng)機(ji)可利用(yong)渦噴發動機(ji)從跑道(dao)起飛,使用(yong)超燃沖壓發動機(ji)加速至(zhi)馬赫數6,并(bing)可返(fan)回著(zhu)陸。
利蘭(lan)指出洛馬公(gong)司并未對當時HTV-3X驗證(zheng)機“黑雨燕”概念研(yan)究(jiu)所(suo)取得(de)的(de)(de)關鍵(jian)性成果進行宣傳。“(洛馬的(de)(de)研(yan)究(jiu)工作(zuo))所(suo)建立的(de)(de)飛機構型能夠實現可控(kong)的(de)(de)起飛和(he)亞、跨、超(chao)和(he)高超(chao)聲速段的(de)(de)加速。
當時的(de)(de)(de)(de)研(yan)究工作獲得(de)了(le)很多基(ji)礎(chu)性(xing)的(de)(de)(de)(de)經驗(yan),特別是關(guan)于維持(chi)跨聲速(su)段穩(wen)定性(xing)的(de)(de)(de)(de)飛控(kong)系統設(she)計(ji)問題(ti)。洛馬(ma)公(gong)司的(de)(de)(de)(de)工作證(zheng)實了(le)該公(gong)司提(ti)(ti)出的(de)(de)(de)(de)布局(ju)能在(zai)起(qi)飛過程中(zhong)不發生偏離。蘭利稱(cheng)洛馬(ma)的(de)(de)(de)(de)方案能夠在(zai)保(bao)持(chi)穩(wen)定性(xing)和可(ke)控(kong)的(de)(de)(de)(de)前提(ti)(ti)下降低起(qi)飛速(su)度,并已通過一系列風(feng)洞試驗(yan)證(zheng)實了(le)這一點(dian)。
同樣重要(yao)的(de)是,臭鼬(you)工(gong)廠設計團隊開發(fa)出(chu)可實用化的(de)渦(wo)輪基組(zu)合循環(huan)(TBCC)推進系統的(de)集(ji)成(cheng)(cheng)方法(fa)(fa)。利蘭指(zhi)出(chu)洛馬(ma)實際開發(fa)出(chu)一種(zhong)渦(wo)輪發(fa)動機和(he)沖(chong)壓(ya)發(fa)動機相互實現模態轉換的(de)方法(fa)(fa)。洛馬(ma)公司利用很多試驗(yan)(yan)證實該(gai)方法(fa)(fa),其(qi)中包括第一個(ge)模態轉換驗(yan)(yan)證試驗(yan)(yan)。臭鼬(you)工(gong)廠在(zai)Facet項(xiang)目中完成(cheng)(cheng)了TBCC的(de)縮比地(di)面試驗(yan)(yan),該(gai)TBCC系統由小(xiao)型高馬(ma)赫渦(wo)輪發(fa)動機和(he)雙模亞燃/超燃沖(chong)壓(ya)發(fa)動機組(zu)成(cheng)(cheng),兩種(zhong)發(fa)動機共(gong)用一個(ge)軸對稱(cheng)進氣道(dao)和(he)噴(pen)管(guan)。
與(yu)此同(tong)時,美國空(kong)軍研究(jiu)實(shi)驗室(shi)并行開展的(de)HiSTED(高速(su)(su)渦(wo)噴(pen)發(fa)動(dong)(dong)(dong)機演(yan)示)項目并未(wei)制造出可用于TBCC,飛行速(su)(su)度最(zui)大可達馬(ma)(ma)赫(he)(he)數(shu)(shu)4的(de)小(xiao)型渦(wo)噴(pen)發(fa)動(dong)(dong)(dong)機。利蘭回(hui)憶高速(su)(su)渦(wo)輪(lun)發(fa)動(dong)(dong)(dong)機是當時遺留(liu)的(de)一個技(ji)術問題。這就為(wei)臭鼬(you)(you)工廠的(de)設(she)計人員(yuan)留(liu)下了一個熟悉(xi)的(de)問題:如何(he)解決現有渦(wo)噴(pen)發(fa)動(dong)(dong)(dong)機最(zui)大速(su)(su)度馬(ma)(ma)赫(he)(he)數(shu)(shu)2.5與(yu)亞燃/超燃沖壓發(fa)動(dong)(dong)(dong)機啟(qi)動(dong)(dong)(dong)速(su)(su)度馬(ma)(ma)赫(he)(he)數(shu)(shu)3-3.5之間的(de)動(dong)(dong)(dong)力(li)接力(li)問題。臭鼬(you)(you)工廠的(de)設(she)計人員(yuan)稱之為(wei)馬(ma)(ma)赫(he)(he)數(shu)(shu)3附(fu)近的(de)推(tui)力(li)鴻溝。
盡管(guan)在(zai)(zai)HTV-3X取消后,在(zai)(zai)DARPA模態(tai)轉換項目的支持下,洛馬公(gong)司(si)(si)繼(ji)續開(kai)展了(le)該問(wen)題的進一步研(yan)(yan)究,但是在(zai)(zai)2009-2010年(nian)完成TBCC發動(dong)機(ji)模型后,相關工作(zuo)暫(zan)時告一段落。因(yin)此(ci),洛馬和(he)航空噴氣(qi)洛克達(da)因(yin)兩家公(gong)司(si)(si)就此(ci)問(wen)題展開(kai)交流,并(bing)開(kai)展了(le)為(wei)期7年(nian)的聯(lian)(lian)合(he)研(yan)(yan)究工作(zuo)(這里聯(lian)(lian)合(he)研(yan)(yan)究工作(zuo)是指(zhi)洛馬公(gong)司(si)(si)與洛克達(da)因(yin)公(gong)司(si)(si),洛克達(da)因(yin)公(gong)司(si)(si)原為(wei)聯(lian)(lian)合(he)技術公(gong)司(si)(si)的下屬公(gong)司(si)(si),2013年(nian)被航空噴氣(qi)公(gong)司(si)(si)收(shou)購,下文(wen)有提及。——譯注)
最終,兩家公司獲得(de)了設計突破,使之(zhi)能(neng)夠開發SR-71的高超聲速(su)后繼(ji)機(ji)。利(li)蘭指出(chu)(chu)(chu)公司已經(jing)(jing)開發出(chu)(chu)(chu)利(li)用如F100/F110這類(lei)現有(you)戰斗機(ji)發動(dong)機(ji)的方(fang)法(fa)。相關的工(gong)作包括改進亞燃沖壓發動(dong)機(ji)以獲得(de)更低的啟動(dong)速(su)度,這將是新一代高超聲速(su)飛機(ji)研制的關鍵,并將是該型(xing)飛機(ji)近期可(ke)實現,并具有(you)較好的經(jing)(jing)濟可(ke)承受性。利(li)蘭指出(chu)(chu)(chu)即使當(dang)年HiSTED項目(mu)的發動(dong)機(ji)取得(de)成(cheng)功(gong),即使“黑雨燕”實現飛行,將當(dang)時的小型(xing)渦噴發動(dong)機(ji)大(da)型(xing)化仍(reng)將耗資數十億美(mei)元。
洛克希德公(gong)司不打(da)算透露解(jie)決(jue)(jue)推力(li)鴻(hong)溝(gou)的(de)(de)(de)方法(fa)。然而,可(ke)能的(de)(de)(de)幾個解(jie)決(jue)(jue)概念是(shi)已知的(de)(de)(de),包括(kuo)不同的(de)(de)(de)射流預(yu)冷器(qi)方法(fa),即向壓氣機(ji)注(zhu)入(ru)大量的(de)(de)(de)冷介質以提高性能。其它(ta)增加發動機(ji)功率的(de)(de)(de)概念包括(kuo)“高超燃燒器(qi)”,這(zhe)是(shi)一(yi)(yi)個作(zuo)為(wei)加力(li)燃燒室的(de)(de)(de)推力(li)增強裝置(zhi),隨著馬(ma)赫數增加轉換至(zhi)亞(ya)燃沖壓發動機(ji)。2015年(nian)早些時(shi)候(hou)收購了洛克達因的(de)(de)(de)航空噴氣公(gong)司還將火箭引射亞(ya)燃沖壓發動機(ji)作(zuo)為(wei)實(shi)現0至(zhi)馬(ma)赫數6無縫推進接(jie)力(li)的(de)(de)(de)另(ling)一(yi)(yi)種解(jie)決(jue)(jue)方案。
雖然建議(yi)推力增強(qiang)概念的細(xi)節(jie)仍處于保(bao)密狀態(tai),利蘭(lan)指(zhi)出成功實現模態(tai)轉換設計的很大一部分(fen)工作在于進氣道。其原(yuan)因在于必須確(que)保(bao)亞燃沖壓發(fa)動機和渦噴(pen)發(fa)動機工作問題,兩發(fa)動機將(jiang)并行工作。
洛克希德(de)公司已經(jing)完(wan)成(cheng)部件(jian)的(de)(de)(de)縮比試(shi)驗(yan)(yan)(yan)。下一步將進行(xing)一系列試(shi)驗(yan)(yan)(yan)或關鍵性(xing)(xing)的(de)(de)(de)演示驗(yan)(yan)(yan)證(zheng)。洛馬已準(zhun)備好(hao)開(kai)展(zhan)關鍵演示驗(yan)(yan)(yan)證(zheng),并(bing)計劃(hua)于2018年研制技(ji)術(shu)驗(yan)(yan)(yan)證(zheng)機。那將意味(wei)著開(kai)始(shi)制造和開(kai)展(zhan)完(wan)整關鍵演示驗(yan)(yan)(yan)證(zheng)。截至試(shi)驗(yan)(yan)(yan)時并(bing)無技(ji)術(shu)難題,唯一阻礙(ai)獲取高超聲速的(de)(de)(de)仍(reng)舊(jiu)是高昂的(de)(de)(de)費用,以及(ji)高超聲速本身的(de)(de)(de)復雜性(xing)(xing)和獨(du)特(te)性(xing)(xing)。
2018年(nian)的時間線源自(zi)高(gao)(gao)速(su)打(da)擊武器(HSSW)項目(mu)的可(ke)能進度安排,該項目(mu)是由美國空軍和DARPA組(zu)織的高(gao)(gao)超(chao)聲速(su)導彈(dan)項目(mu)。洛馬公司認為在HSSW完(wan)成(cheng)試飛前,預計將(jiang)不會(hui)開展高(gao)(gao)超(chao)聲速(su)飛機(ji)的演示驗證。
2018年(nian)的(de)(de)時間線(xian)(xian)還要(yao)(yao)配合空(kong)軍(jun)高超聲速(su)路線(xian)(xian)圖,該(gai)路線(xian)(xian)圖要(yao)(yao)求2020年(nian)開展高超聲速(su)打擊武器研制,2030年(nian)開展穿透(tou)區(qu)域ISR飛(fei)機研制。高速(su)ISR/攻擊飛(fei)機的(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)要(yao)(yao)求是(shi)具備無通信(xin)和(he)導航衛星支(zhi)持(chi)下的(de)(de)生存力(li),并能夠執行(xing)拒止區(qu)域的(de)(de)穿透(tou)任務。就TBCC推進系統而言,空(kong)軍(jun)已經(jing)要(yao)(yao)求具有比(bi)2010年(nian)12月提(ti)出的(de)(de)馬赫數4更高的(de)(de)速(su)度。最新的(de)(de)要(yao)(yao)求據信(xin)至少(shao)要(yao)(yao)馬赫數5以上的(de)(de)巡航速(su)度,并可從常規(gui)跑道(dao)起(qi)飛(fei)。
該機(ji)(ji)需要(yao)一個組合的(de)(de)推進系(xi)統(tong):傳統(tong)的(de)(de)、貨架式的(de)(de)渦輪噴(pen)氣(qi)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)可(ke)以(yi)使飛機(ji)(ji)從起(qi)飛加(jia)速至馬赫數(shu)3,而亞燃/超(chao)燃沖(chong)壓發動(dong)(dong)機(ji)(ji)將完成剩(sheng)余(yu)的(de)(de)加(jia)速任(ren)務。在高(gao)超(chao)聲速飛行過(guo)程中,機(ji)(ji)體結構(gou)將承受(shou)極為嚴(yan)重的(de)(de)氣(qi)動(dong)(dong)加(jia)熱,常規(gui)的(de)(de)鋼材(cai)將難以(yi)承受(shou)。該機(ji)(ji)將必須能夠從80000英尺(約(yue)24.38千米(mi))高(gao)度打擊目標。洛克希(xi)德(de)公司表示該機(ji)(ji)將在2030年(nian)部署,可(ke)實現1小時內到(dao)達任(ren)何區域。
渦(wo)噴(pen)發(fa)(fa)動機可(ke)以使飛機從跑道(dao)起飛并加(jia)速(su)(su)至(zhi)樂(le)馬(ma)(ma)赫(he)數(shu)3;超過此速(su)(su)度(du)后,需要吸氣式亞燃(ran)沖壓(ya)發(fa)(fa)動機,該(gai)類發(fa)(fa)動機可(ke)以壓(ya)縮用(yong)于燃(ran)燒的高速(su)(su)來流,但是同時在馬(ma)(ma)赫(he)數(shu)4才開始工(gong)(gong)作。為(wei)了解決這(zhe)個速(su)(su)度(du)鴻溝,工(gong)(gong)程技術(shu)人員(yuan)開發(fa)(fa)了一種(zhong)組(zu)合發(fa)(fa)動機,可(ke)以工(gong)(gong)作在三(san)種(zhong)模(mo)態(tai)。飛機在渦(wo)噴(pen)動力(li)下(xia)加(jia)速(su)(su)至(zhi)馬(ma)(ma)赫(he)數(shu)3,然(ran)后轉換至(zhi)亞燃(ran)動力(li)加(jia)速(su)(su)至(zhi)馬(ma)(ma)赫(he)數(shu)5,之后再轉換至(zhi)超燃(ran)模(mo)態(tai)。
蒙(meng)皮(pi),飛(fei)行速度超過馬赫數5時,氣(qi)動摩擦(ca)加(jia)熱將(jiang)是(shi)飛(fei)機(ji)表(biao)面溫(wen)度升(sheng)至2000度(此(ci)(ci)處疑為華(hua)氏(shi)(shi)度,即1093攝氏(shi)(shi)度——譯注)。在(zai)此(ci)(ci)溫(wen)度環(huan)境(jing),常規鋼結構(gou)機(ji)體將(jiang)融合。因(yin)此(ci)(ci),工程師正在(zai)考慮采用(yong)復合材料——即與洲際彈(dan)道(dao)導彈(dan)和航(hang)天(tian)飛(fei)機(ji)前端使用(yong)的(de)高性能碳纖維、陶瓷和金屬混(hun)合物相(xiang)似。任何連(lian)接(jie)部都必須密封:一(yi)旦高超聲(sheng)速下出現(xian)空氣(qi)泄漏,涌進的(de)熱量將(jiang)導致飛(fei)機(ji)解體。(如“哥倫比亞”航(hang)天(tian)飛(fei)機(ji)的(de)事故(gu)。)
機(ji)(ji)體(ti),飛(fei)機(ji)(ji)承受的(de)應力會(hui)隨著飛(fei)機(ji)(ji)飛(fei)行速(su)(su)度的(de)變化(hua)而變化(hua)。例如,當飛(fei)機(ji)(ji)亞(ya)聲(sheng)速(su)(su)段加速(su)(su)時,飛(fei)機(ji)(ji)升(sheng)(sheng)力中(zhong)(zhong)心后(hou)移(yi)。但(dan)是一(yi)旦飛(fei)機(ji)(ji)達到(dao)高超(chao)聲(sheng)速(su)(su)段,在(zai)飛(fei)機(ji)(ji)前(qian)緣阻(zu)力作用(yong)下,升(sheng)(sheng)力中(zhong)(zhong)心再次前(qian)移(yi)。如果升(sheng)(sheng)力中(zhong)(zhong)心過于接近重心,將導致(zhi)危險(xian)的(de)不穩(wen)定(ding)。飛(fei)行器外(wai)形必須進行剪裁以適應這些變化(hua),防止飛(fei)行器出現破壞。
洛克希德(de)公司將SR-72定義(yi)為情報(bao)、監視、偵(zhen)察(cha)和打擊平臺(tai),但是其具體任務(wu)載(zai)荷仍(reng)處(chu)于保密狀態。最(zui)可能的(de)(de)(de)(de)是,相關載(zai)荷尚(shang)未完(wan)成(cheng)研(yan)制。6馬赫飛行(xing)(xing)條件的(de)(de)(de)(de)成(cheng)像(xiang)偵(zhen)察(cha)或(huo)是投彈需要高超的(de)(de)(de)(de)工程技術(shu)。飛行(xing)(xing)器(qi)需要數百英(ying)里完(wan)成(cheng)轉(zhuan)彎,需要強大的(de)(de)(de)(de)制導計(ji)算機建立(li)80000英(ying)尺(chi)到(dao)目標(biao)的(de)(de)(de)(de)瞄準線(xian)。此外,4000英(ying)里/時速(su)(su)度大武器(qi)艙打開也是嚴(yan)峻的(de)(de)(de)(de)技術(shu)挑(tiao)戰。SR-72將需要能夠在此高速(su)(su)下工作的(de)(de)(de)(de)新(xin)型傳感器(qi)和武器(qi)。
SR-72的(de)(de)發展將(jiang)以可選有人(ren)駕駛的(de)(de)飛行(xing)(xing)研究機(FRV)為起點,該研究機長約(yue)60英(ying)尺(18.3米),動力(li)裝置為單臺全尺寸(cun)推進系(xi)統(tong)。驗證機大小與F-22相(xiang)(xiang)(xiang)當(dang),采用單臺發動機,并能以馬(ma)赫數6飛行(xing)(xing)數分鐘。設(she)想中的(de)(de)實用型飛行(xing)(xing)器(qi)SR-72將(jiang)是雙發無(wu)人(ren)飛行(xing)(xing)器(qi),機長超(chao)過100英(ying)尺(30.5米)。其尺寸(cun)將(jiang)與SR-71相(xiang)(xiang)(xiang)似,具備相(xiang)(xiang)(xiang)同的(de)(de)航(hang)程,但是飛行(xing)(xing)速度(du)是其2倍(bei)。