年4月6日，美国国防高级研究计划局(DARPA)证实，洛克希德·马丁公司的高超音速吸气式武器概念飞行器在刚刚公布的3月飞行试验中创下了以超燃冲压发动机为动力的高超音速飞行记录。根据DARPA提供的数据，飞行测试可能在超燃冲压发动机下实现了约秒的高超音速飞行，而年波音的X-51Waverider则持续了秒。目前DARPA已经启动了一项名为MoHAWC的新计划作为HAWC的继承者，以在目前的工作成果上继续开发工作。

项目背景

美国高超音速巡航导弹概念于年被提出，年DARPA牵头了高超音速吸气式武器概念(HAWC)计划，年DARPA与美国洛克希德·马丁公司签署了启动该项目研发工作的相关合同。按照美国军方的要求，HAWC项目将开发一款采用超燃冲压技术的吸气式高超音速巡航导弹，采用碳氢燃料作为推进剂，在大气层内的飞行速度将达到6Ma，用以对敌方先进防空系统及时敏目标进行打击，提高第5代战斗机应对反介入/区域拒止(A2/AD)挑战的能力。

图注：年美国空军简报ppt提供了有关TBG和HAWC的信息，这些信息当时统称为“高速打击武器”(HSSW)

雷神公司和诺斯罗普·格鲁曼公司于年6月签署了合作开发吸气式高超音速武器的协议，这两家公司被选中为DARPA和美国空军的HAWC项目开发测试原型，其中雷神公司负责导弹的设计制造，诺斯罗普·格鲁曼公司负责超燃冲压发动机动力系统。而洛克希德·马丁公司则在此前就已经获得了近10亿美元的资金，其HAWC设计方案与雷神公司不同，与前两家公司的承包商团队并行开发。

图注：DARPA在HAWC项目早期安排的预算请求

该计划强调有效、快速和低成本的飞行测试，以验证关键技术，相关成果可转化发展成战术级空射高超音速巡航导弹，同时还可以扩展应用于可重复使用的高超音速飞行平台。项目所形成的技术能力将移交给美国空军。

技术概况

HAWC飞行器可以在富氧环境中维持高性能，导弹的速度和机动性使其在战场上几乎无法被发现。该导弹有望比亚音速导弹更快地打击敌方目标，以高超音速飞行的能力还将提高武器在战场上的生存能力，并增强其有效性和灵活性。

图注：X-51AWaverider行器接结构简图，其气动设计为HAWC的开发起到关键作用

HAWC建立在以前的高超音速超燃冲压发动机项目的基础上，包括X-30国家航空航天飞机以及NASA的X-43飞行器和美国空军X-51Waverider飞行器等。HAWC项目旨在集成并验证战术级空射高超音速巡航导弹的关键技术，以实现有效且价格合理的空射高超音速巡航导弹。

图注：洛克希德·马丁版本HAWC-Demo-Dive-PR-V2，HAWC的艺术渲染图

HAWC计划进行飞行演示以解决三个关键技术挑战领域或项目支柱——飞行器的可行性、有效性和可负担性。验证的重点技术包括：

能够进行高效高超音速飞行的先进飞行器配置

碳氢化合物超燃冲压发动机动力推进，以实现持续的高超音速巡航

高温巡航状态热应力管理方法

经济实惠的系统设计和制造方法

动力系统方面，HAWC将集成诺斯罗普·格鲁曼公司的超燃冲压发动机，为其飞行提供动力。超燃冲压发动机利用车辆的高速和向前运动来强力压缩进入的空气，能够在高超音速条件下运行。压缩空气有助于碳氢燃料更好地燃烧，以实现向前的动力并维持高超音速飞行。

试验状况

得益于之前其他吸气式高超音速项目的研发成果，HAWC项目的开发进度很快，在年和雷神公司和诺斯罗普·格鲁曼公司签订合同之后，爱德华兹空军基地的高超音速飞行测试小组(HFTT)于年就完成了HAWC的地面测试和检查，DARPA则完成了洛克希德·马丁公司和雷神公司为HAWC计划提供的两种设计的受控运载测试(captive-carrytests)。之后在年12月，DARPA和美国空军试飞了第一枚HAWC试验弹，因为某种原因HAWC试验弹卡在武器挂架上，最终未能成功发射，试射活动被迫中止。DARPA对这次失败尝试着手调查。

年9月，DARPA和美国空军终于联合对雷神团队的HAWC导弹成功进行了自由飞行试验。在试验过程中，HAWC由一架未透露型号的飞机在机翼下携带并释放。释放几秒钟后，固体火箭发动机将HAWC速度提升到超音速，随后碳氢燃料的超燃冲压发动机启动并加速导弹，使其达到高超音速。该试验验证了HAWC的机身和推进系统达到高超音速并以高超音速进行巡航的能力。

图注：艺术家对雷神版本HAWC的构想，该概念于年9月成功完成了首次飞行测试

这些测试旨在解决主要技术挑战领域，例如飞行器的可行性、可负担性和有效性。此次试验的重点任务目标包括：试飞飞行器集成与释放序列，导弹与载机的安全分离，助推器点火和助推飞行，助推器分离和超燃冲压发动机点火，以及巡航飞行，演示期间还测试了HAWC导弹的巡航能力。此次飞行测试达到了所有重点任务目标，并使该概念更接近原定计划，其研究成果将转交空军。年3月，DARPA与美国空军合作，成功完成对HAWC的第二次测试，并创造了超燃冲压发动机的续航能力新记录。此次测试的飞行器是洛克希德·马丁版本的HAWC设计，根据DARPA提供的数据，测试可能在超燃冲压发动机下实现了约秒的高超音速飞行(该测试飞行器在英尺的高度飞行了英里)，而年波音X-51Waverider则为秒。洛克希德HAWC的飞行持续时间优于竞争对手雷神HAWC的表现，尽管DARPA宣布测试是成功的，但几乎没有透露该测试的细节。实际上此次试验直到4月才被公开，在3月份美国考虑了俄乌冲突的状况，没有立即公开HAWC的实验，以避免乌克兰战争升级，当时俄罗斯刚刚使用高超音速导弹打击了一个武器库。

数字设计与数字工程

DARPA通过HAWC飞行测试验证了其数字设计和数字工程概念，在这些概念中，一切都在数字模型中完成。在已有的两次飞行测试中，模型性能和试验中的实际性能几乎是完全重合的。

数字设计和工程能够将开发时间线缩短30%或更多，甚至可能更多地缩短测试时间线。通过对环境进行建模，能够在不制造和试验飞行硬件的条件下在数字环境中进行循环学习，并且能够在实际飞行验证期间简化测试内容。

雷神导弹与防务公司表示，随着其模型不断的发展和成熟，雷神团队可以验证设计的某些局部，而不是验证整个系统。这在生产时非常有用，因为它提供了一个可操作的解决方案，开发者可以在其中接受一些变化并仍然满足任务要求，这就是HAWC的开发进度更快的秘诀。

图注：洛克希德·马丁版HAWC概念设计3D模型

在一个典型的设计流程中，工程师一般在Pro/ENGINEER或类似工具中完成机械模型，以创建整个结构的3D绘图，进而执行计算流体动力学等操作，以查看该结构在气流中的样子。然后是热模型测试，性能模型测试等。通常，工程师从一个模型中获取结果并将其输入到另一个模型中。这种过时方法的问题在于，其连续性会驱使开发人员进行一系列迭代，因为在将模型传递到分析的下一步之后，需要继续更新模型，这种流程十分耗时。而在雷神公司的数字工程环境中，所有这些模型都汇集在一起。

在过去，当不同工程师独立负责这些模型时，会找到一个可行的单点解决方案，无论是用于火箭发动机还是高超音速武器。在引入数字工程之前，各个测试阶段的工程师不了解的是围绕该点解决方案的余量，因为当开始构建和制造整个装备时，所有部件、所有材料和所有组件都会发生变化。通过使用真正的数字线程，工程师可以更快地获得设计方案中最优化的调整方案。这也是在开发中消除大量风险的方法之一，因为工程师可以充分解其拥有的设计余量，而不是在某些情况下直接使用某种新技术，只是想出一个单点解决方案，无法应用于整体设计方案。

项目后续规划

美国国防部在年以前并未非常重视吸气式高超音速巡航导弹的开发，主要支持的项目几乎只有HAWC，经费投入不多，这可能与年X-51A试飞后，经年SBA评估，感觉技术成熟度还不够有关，因此只给了少量经费开展先期技术研究。但在年之后，美国国防部陆续提出了多个吸气式巡航弹项目，并且如HAWC等项目的经费在后续财年也在不断增加。

到年5月，随着HAWC的飞行测试目标的完成，为了完善美国国防部超燃冲压发动机驱动的高超音速武器计划，DARPA正在为下一阶段的高超音速吸气式武器概念寻求万美元的财年预算。这项名为MoHAWC的新启动计划是HAWC的继承计划，DARPA将与空军联合开发，延续雷神公司和洛克希德·马丁公司作为主要承包商，两家公司都对其飞行器设计方案进行了成功的试飞，诺斯罗普·格鲁曼公司为雷神公司的HAWC飞行器制造了推进系统，而Aerojet则为洛克希德·马丁公司提供了推进系统。DARPA的预算文件显示，该机构希望在MoHAWC项目中进一步开发飞行器的超燃冲压发动机推进系统，升级集成算法，减小导航组件的尺寸并改进其制造方法。DARPA还希望完成子系统技术降低风险的工作，并进行整个飞行器的组装、集成和地面测试。

图注：ARRW作为美国空军最重要的助推滑翔型高超音速武器项目，已经经历了多次试飞失败

HAWC及MoHAWC是美国国防部更广泛的高超音速武器系列的一部分，为了与俄罗斯和中国对抗，该系列被赋予了更高的优先级。美国政府预计在年至年期间在该技术上花费亿美元。美国空军表示HAWC是其目前最

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkgx/1768.html