衛星曝光美國科幻飛機：幾乎沒有機翼 能飛6倍音速

近日， 有衛星圖片爆料， 美國可能正在開發研製新型的高超音速無人機， 據悉， 美國空軍正在研製一架時速超過4600英里(7400公里/小時)約六馬赫的無人機，

某人聲稱在穀歌地球上看到了在佛羅里達州某地停放的該無人機， 該機型可能是美國洛馬公司開發的神秘高超無人機， 就在之前， 洛馬屬下的臭鼬工廠聲稱， 它們已經完成了對退役後的3倍音速的SR-71黑鳥偵察機的升級工作。

一切來的似乎是那麼突如其來， 但其實不然， 自從美國在上世紀60年代開發亞燃衝壓的J58發動機， 並將其運用于黑鳥偵察機， 乃至同樣為3倍音速的D-21無人機， 並創新了世界紀錄後， 世界就在高超音速飛機競賽的軌道上前行， 而隨著時間進入上世紀90年代， 美國研製4~5馬赫以上的曙光女神高超音速偵察機的傳言便不絕於耳， 而為了發現和針對該款或許存在的偵察機， 各國的防空武器專家絞盡腦汁， 並有針對性的發展最新的防空武器， 如俄羅斯的S400和S500防空導彈等等， 而道高一尺魔高一丈， 雖然曙光女神只是江湖傳言， 但美國一刻也沒放棄對高超音速武器的研製， 如超燃衝壓發動機方面的掌控和X51A馭波者無人飛行器的研製，

該研製計畫和測試， 將高空飛行器的速度提高到5~6馬赫， 我們也不妨從X-51A高超無人飛行器入手， 探究美國最新高超無人機的玄奧吧！

X-51A飛行器， 是美國空軍研究實驗室（AFRL）與國防高級研究計畫局（DARPA）聯合主持研製的超燃衝壓發動機高超音速驗證機——代號：馭波者。

該飛行器由波音公司與普拉特·惠特尼（簡稱普惠）公司共同開發， 由一台JP-7碳氫燃料超燃衝壓發動機推動， 設計飛行馬赫數在6～6.5之間。 該計畫的終極目標是要發展一種比美國現有武器庫中任何一種導彈的速度都要快5倍以上， 可以在1小時內攻擊地球任意位置目標的新武器。 而所謂超燃衝壓的概念， 即是指之前的亞燃衝壓發動機， 如J58發動機， 其發動機內壓縮空氣來流均為亞音速， 並以亞音速的速度在燃燒室內燃燒， 而超燃衝壓發動機， 則是指以超音速的燃燒速度， 快速將燃料和空氣迅速燃燒殆盡， 這需要極高的壓縮空氣來流速度和極高的燃料噴流及燃燒速度。

而就高超音速飛行器的氣動外形來說， X51A之所以稱為馭波者， 其主要有一個扁平的頭部、彈體中部設有4片可以偏轉的小翼（襟翼）， 進氣道在腹部。 其設計原理主要是從一個給定的、有激波系的三維超聲速流的解析解或數值解的流面中， 沿著流線切割出一個尖頂三角外形的錐形體作為飛行器的外形， 由此得到的乘波飛行器構型是一種在其所有的前緣都具有邊界層激波的聲速、高超聲速飛行器構型。乘波構型設計有助於X-51發動機的超音速燃燒過程和提高飛行器的高超音速速度。

此外，基於高超音速的速度，X51A需要耐受遠高於SR-71三馬赫速度下幾百攝氏度的熱障高溫，這也對飛行器表面的耐熱處理提出了極高的要求，為此，X51A整機塗覆了一層耐燒蝕的的材料，特別在驗證機腹部覆蓋了與太空梭相似的隔熱瓦。

就點火技術而言，由於流入燃燒室的來流速度在馬赫數4.0或更高時，JP-7燃油將無法依靠自身點燃，所以還必須摻混乙烯液體，點火首先從機載容器內的少量容易燃燒的乙烯的點燃開始，並將乙烯注入到燃燒室內與JP7燃料二者混合後，導致燃料的燃燒。

就其燃料而言，採用的是碳氫燃料的JP-7，這與SR71黑鳥高空偵察機所採用的燃料是相同的，該燃料不易點燃、不易揮發，可以較容易地儲存。PWR公司X-51A項目的經理解釋說，碳氫燃料要從發動機結構中吸收一定的熱量，因此可以讓燃料流過一個熱交換器來冷卻發動機結構，然後提供給燃燒室。據介紹，這種熱交換器是一種直接加工在發動機殼體壁面內的溝槽，這不僅用於冷卻1650℃以上的燃燒室，還可以通過對燃料的預先處理，將其轉變為一種熱燃氣狀態，與其處於液體形態下相比，可以多增加10%以上的能量。

中國在過去的十幾年間，也基於自身技術研製了接近於馭波者高超音速無人飛行器的相關飛行器，並取得了相當的成就，美國近年來也基於最新的超燃發動機和脈衝爆震發動機技術，在大西洋間空域測試了多種飛行器，而俄羅斯在此領域也有所發展和進步，可以說在高超領域的各國角逐已經進入到相當的高度，此次美國高超無人機的曝光，無疑給這一角逐平添了一把火，各國在盤點自身的資源迎頭而上的同時，也莫忘記這場角逐的始作俑者美國，正是其國防高級研究計畫局（DARPA）“達帕”的牽引，才使美國始終處於世界最尖端科技的風口浪尖，而高超音速無人機的研製，只是其諸多高新技術研製計畫的冰山一角而已罷了！反躬自省，我們需要也呼喚著中國達帕的誕生！整合資源，積極趕上！(利刃）

由此得到的乘波飛行器構型是一種在其所有的前緣都具有邊界層激波的聲速、高超聲速飛行器構型。乘波構型設計有助於X-51發動機的超音速燃燒過程和提高飛行器的高超音速速度。

此外，基於高超音速的速度，X51A需要耐受遠高於SR-71三馬赫速度下幾百攝氏度的熱障高溫，這也對飛行器表面的耐熱處理提出了極高的要求，為此，X51A整機塗覆了一層耐燒蝕的的材料，特別在驗證機腹部覆蓋了與太空梭相似的隔熱瓦。

就點火技術而言，由於流入燃燒室的來流速度在馬赫數4.0或更高時，JP-7燃油將無法依靠自身點燃，所以還必須摻混乙烯液體，點火首先從機載容器內的少量容易燃燒的乙烯的點燃開始，並將乙烯注入到燃燒室內與JP7燃料二者混合後，導致燃料的燃燒。

就其燃料而言，採用的是碳氫燃料的JP-7，這與SR71黑鳥高空偵察機所採用的燃料是相同的，該燃料不易點燃、不易揮發，可以較容易地儲存。PWR公司X-51A項目的經理解釋說，碳氫燃料要從發動機結構中吸收一定的熱量，因此可以讓燃料流過一個熱交換器來冷卻發動機結構，然後提供給燃燒室。據介紹，這種熱交換器是一種直接加工在發動機殼體壁面內的溝槽，這不僅用於冷卻1650℃以上的燃燒室，還可以通過對燃料的預先處理，將其轉變為一種熱燃氣狀態，與其處於液體形態下相比，可以多增加10%以上的能量。

中國在過去的十幾年間，也基於自身技術研製了接近於馭波者高超音速無人飛行器的相關飛行器，並取得了相當的成就，美國近年來也基於最新的超燃發動機和脈衝爆震發動機技術，在大西洋間空域測試了多種飛行器，而俄羅斯在此領域也有所發展和進步，可以說在高超領域的各國角逐已經進入到相當的高度，此次美國高超無人機的曝光，無疑給這一角逐平添了一把火，各國在盤點自身的資源迎頭而上的同時，也莫忘記這場角逐的始作俑者美國，正是其國防高級研究計畫局（DARPA）“達帕”的牽引，才使美國始終處於世界最尖端科技的風口浪尖，而高超音速無人機的研製，只是其諸多高新技術研製計畫的冰山一角而已罷了！反躬自省，我們需要也呼喚著中國達帕的誕生！整合資源，積極趕上！(利刃）