王新清+温杰

以6马赫突防

在美国空军高超声速路线图的指导下，臭鼬工厂着手设计SR-72可重复使用高超声速无人机，用于接替已经退役的SR-71。可重复使用高超声速飞行器的概念源自于美国国防部先进项目研究局（DARPA）实施的“猎鹰”计划，洛马公司为此投资研制了一系列无动力高超声速试验飞行器。2008年，DARPA决定将组合循环推进技术纳入到HTV-3验证机的研制项目中，准备研制一架有动力的HTV-3X验证机，目的是验证借助涡轮喷气发动机从跑道上起飞、采用超燃冲压发动机加速到6马赫、再返回着陆的技术可行性。

尽管这项称之为“黑燕”的计划从未进展到预期的HTV-3X验证机阶段，但臭鼬工厂在相关的概念设计工作中还是取得了几项关键技术成就，并优化发展出一种飞行器构型，能够有效地控制起飞、加速，从亚声速、跨声速、超声速到高超声速，整个飞行过程完全可控。

值得注意的是，臭鼬工厂提出了“速度是新的隐身手段”设计理念。这样，高超声速飞行器减少信号特征等固有的技术挑战或许变得无关紧要。根据设计要求，SR-72无人机更多地考虑了大型进气道和气动方面的要求，并未过多地显示出隐身平台的外形特点。

从气动方面来看，SR-72无人机的前体形状设计为在高速状态下实现进气道预压缩，没有采用X-51A验证机的乘波构型。它采用了脊状机身，与大后掠三角翼融为一体，向后延伸到大约一半时逐渐形成了驼背式机身。脊状构型和三角翼均设计用于提供增加方向稳定性，以及在较高巡航速度下获得更大的升力。

在进气道的外侧，机翼前缘突然弯折，然后延伸到梯形机翼，构成了曲柄状前缘，由此形成了类似锯齿的前缘角，可以有效地提供涡升力，有助于实现低速飞行。类似HTV-3X验证机，SR-72无人机还将采用耐热金属前缘和耐热金属主体结构，以应对较高的热流载荷。

突破推力鸿沟

更为重要的是，臭鼬工厂发展出一种方法，用于集成一种可以正常工作的涡轮基组合循环（TBCC）推进系统。实际上，臭鼬工厂研制出一种从涡轮喷气发动机转换到冲压发动机、再转换回涡轮喷气发动机的模式转换方法，并且通过多次试验证明了可行性。

在此之前，这一技术还处于方案论证阶段，而高速涡轮喷气发动机是仍未解决的一个技术难题，因此，TBCC推进系统仍然不具备实用能力。这留给臭鼬工厂设计师们一个熟悉的问题：如何填补涡轮喷气发动机的最大速度2.5马赫到冲压发动机/超燃冲压发动机的接力速度3～3.5马赫之间的空白，也被称之为3马赫左右的“推力鸿沟”。

为此，洛马公司与航空喷气·罗克达因公司针对这个问题携手努力，经过长达7年时间，终于在设计上寻找到一个突破口，发展出将目前广泛使用的涡轮喷气发动机与超燃冲压发动机整合为一体的方法，可以推动飞机从静止状态加速到6马赫。臭鼬工厂的技术方法可以充分利用类似F100/F110一级的现役战斗机发动机，通过修改冲压发动机来适应一个更低的接力速度，这是让高超声速飞机能够投入实际使用的关键措施。

臭鼬工厂并未透露跨越“推力鸿沟”的具体方法。然而，透过大规模试验可以大致了解到几个基本原理，其中包括各种预冷却方法，即向压气机内喷射大量冷却液来提高性能。其他增加发动机推力的思路包括“超级燃烧室”，即一种加力装置，在推进系统起动时作为加力燃烧室，随着飞行马赫数的逐渐增加，在过渡阶段则作为冲压发动机。

SR-72无人机安装在机身内部的发动机舱表明承袭了HTV-3X的组合循环发动机构型，以及集成了内弯式涡轮-冲压发动机的进气道。与HTV-3X方案相比，这种验证机的一个不同之处在于，只能限制使用小型涡轮喷气发动机，以实现气动构型的低阻设计。这样，利用现役战斗机的发动机，可以更加容易地实现加速。同样非常重要的是，通过一个共同的进气道和尾喷管，显著降低了进气道溢流阻力和喷管底部阻力。

目前，洛马公司已经完成了相关部件的缩比试验，下一步工作是对其实施一系列测试。研制人员正在准备这些关键性验证，并准备在2018年实现验证机升空。

截至目前，臭鼬工厂并未发明任何新技术，而是充分利用了现有技术加以整合。在随后的研制过程中，阻碍研制工作的惟一事情是高超声速研究的高昂成本和工作量巨大，因此洛马公司认为已经到了承认SR-72项目存在的时间，以便吸引国防部的投资。

任务·侦察+打击

SR-72无人机的发展途径将从一种可选有人驾驶的飞行研究机（FRV）起步。这架验证机的长度与F-22战斗机大致相当，大约18.29米，采用一台全尺寸发动机，可以在6马赫的速度下持续飞行数分钟。随后研制的SR-72无人机则是一种双发飞行器，长度超过30.48米，与SR-71侦察机相当，具有同样的航程，但是速度增加了一倍。

根据计划，FRV验证机将在2018年开始研制，在2023年实现首飞。2018年时间点是由高速打击武器（HSSW）的潜在时间表所决定，后者是美国空军和DARPA领导的一个高超声速导弹项目。从现在到2018年，臭鼬工厂可以进行一些关键性验证，但是在HSSW试飞之前，无法确定能否充分认识和发现与此相关的的各种问题，是否能够真正地解决这些问题。

这个时间点还与美国空军高超声速路线图相吻合。该路线图要求在2020年前大力支持高超声速打击武器和一种区域性ISR飞机的研制工作。高速ISR/攻击飞机的关键要求是在没有通信和导航卫星的支持下能够生存，同时能够突破拒止区域。考虑到TBCC推进系统的研制进展，美国空军在2010年12月的规划会议上初步定义了马赫数4之后，现在又强烈要求将设计巡航速度增加到马赫数5以上。

按照长远设想，SR-72无人机将被设计为具备攻击能力。臭鼬工厂希望SR-72无人机不仅可以执行高空ISR任务，还能携带导弹对目标实施快速打击。从6马赫平台上发射的导弹可以无需助推器，显著减轻了重量。因此，SR-72无人机凭借着高速优势，还将能够探测和攻击更加敏捷的目标。以往，即使SR-71侦察机以马赫数3飞行，敌方仍然可以提前获知其飞临的消息，及时采取隐蔽措施，但是在6马赫情况下，敌方没有任何反应时间来隐藏移动目标。

随着美国战略重心逐步转向太平洋，高速ISR平台正在开始获得需求牵引。根据高超声速路线图，美国空军将在高超声速导弹之后着手发展高超声速飞机，因此，目前已经到了推进关键技术验证的时候。臭鼬工厂将首先测试单独的推进系统部件，然后再集成为一个完整的推进系统，以完成全尺寸FRV的评估。

洛马公司设想，一旦FRV完成基本的验证角色，它将成为发展各项高速ISR技术的一个试验平台，并用于测试SR-72无人机的航空电子设备、数据链系统和机载武器。目前，洛马公司已经准备着手启动SR-72项目，预计在2030年投入使用。

至于此前有关高速ISR飞机的传闻，臭鼬工厂认为，自从SR-71飞机正式退役后，时间已经过去了近20年，如果真的有一种替代机型，那么它们隐姓埋名了如此之久，堪称完美。

责任编辑：王鑫邦endprint