国外高超声速飞行器研制计划

世界各国高超声速武器发展现状高超声速武器是公认的未来必须发展的六大尖端武器之一，是指飞行速度超过5马赫的武器。

全球目前只有俄罗斯和中国列装。

美国在高超音速武器领域远远落后中俄。

美国国防部以及海、陆、空三军分别主导的7个高超音速武器项目全部失败，至今拿不出任何一款能进入实战部署的导弹。

被寄予厚望的AGM-183A高超音速空射导弹项目也迟迟没有进展。

俄罗斯是高超音速武器方面最先进的国家，截至目前已经列装了三款高超音速导弹，覆盖海、陆、空三维打击领域，包括全球唯一一款战略级“先锋”高超音速导弹，美国求而不得的高超音速空射导弹也在俄军中先一步服役，由米格-31战机搭载的“匕首”导弹能在2000公里外发起打击，末端速度可达7马赫。

印度、日本也在高超声速巡航导弹研制上取得进展，朝鲜频繁试射高超声速导弹。

美、英、澳、加拿大、瑞士等国重点推进高超声速飞机研制。

以上信息仅供参考，如有需要，建议查阅官方军事网站相关报道。

随着科技的快速发展，军事领域也在不断推进新型武器的研发与防御技术的创新。

临近空间高超声速武器作为一种尖端武器，具有高速、高机动、高打击能力等特点，给现有防御体系带来了严重挑战。

为了有效应对临近空间高超声速武器的威胁，防御关键技术的研究至关重要。

本文将围绕临近空间高超声速武器防御及关键技术进行深入探讨。

近年来，世界各国都在加紧研发临近空间高超声速武器，以提升自身军事实力。

然而，这种武器的发展也带来了一系列的挑战。

高超声速武器的速度极快，使得传统防御系统难以对其进行有效拦截。

其飞行轨迹具有高度机动性，进一步增加了防御难度。

高超声速武器的打击精度也是一大难题，使得防御方需在很短的时间内对大量目标进行识别、跟踪和打击。

为了有效应对临近空间高超声速武器的威胁，以下关键技术至关重要：发射技术：该技术主要用于将武器从发射平台送入临近空间，并确保其稳定飞行。

成像技术：利用高分辨率、高灵敏度的成像技术对目标进行识别、跟踪和打击。

X51高超音速飞行器据提前出版的美国著名科技刊物大众机械师介绍，美国空军研究试验室正在开展一个名为“驭波者”X－51的新一代超高速导弹项目，前期的测试工作已经完成，目前正在进行地面测试，整个项目的试验到2008年结束，预期2009年能正式发射。

根据公布的性能指标，X－51头部扁平，充分考虑到高速飞行时的空气动力学需求，外形借鉴了宇宙飞船和巡航导弹的特点。

弹体由镍合金制成，长约3.5米，重量和体积都与一般的导弹差不多，可任意搭载到轰炸机或战斗机上，是一种标准的空对地巡航导弹。

但它的速度又让它有别于其他巡航导弹。

据介绍，X-51由B－52轰炸机带到3.5万英尺的高空发射，然后速度达到5马赫，也即约6000公里／小时，在20分钟内从阿LA伯海打到阿富汗东部，也几乎可以在一小时内对地球上任何一处目标实行精确打击。

X-51将是世界上第一个能够达到如此高速的空射巡航导弹，以前，只有弹道导弹和宇宙飞船才能达到这种速度。

X51采用超燃冲压发动机验证机(S ED-WR),该验证发动机长26英尺,4000磅,采用碳氢燃料.据美国《空中攻击网站》2010年3月9日报道，美国空军即将开始对X-51“乘波者”高超声速飞行器进行首次飞行试验，试验总共将进行4次。

与以前的同类飞行器相比，X-51能够提供更长的滞空时间与更远的飞行距离。

X-51高超声速飞行器的首飞预计将在3月底进行。

波音公司位于圣路易斯市的防御、空间及安全系统分部从2003年开始承担空军研究实验室(AFRL)和国防预先研究计划局(DARPA)的这一研制任务。

环球时报5月27日报道美国于5月26日在加利福尼亚州南部太平洋海岸的军事基地，成功试飞一架高压喷气动力驱动的高超音速X-51A飞行试验机。

X-51采用普惠公司制造的空气式超音速燃烧冲压引擎，可提供超过200秒的动力冲压支持，使飞机在短时间内提速至5马赫。

之前最长的动力冲压时间来自美国航空航天局所制造的试验机X-43——可提供12秒的动力支持。

美国X-51A飞行器及总体设计及其关键技术简介Xxx摘要：从计划的背景、飞行器的构造、热防护材料研发测试以及实际飞行试验等方面对X-51A 的发展计划作了较为详细的介绍,并据此对美国发展高超声速飞行技术的研究流程和理念有个一定的了解与认识。

关键词：X-51A 高超声速导弹热防护系统结构材料飞行器引言：美国自二十世纪九十年代启动“全球敏捷打击”计划以来，一直处于低速发展过程中，该计划近期开始迅速升级，从改造“三叉戟”导弹开始，美国正推出一系列先进攻击武器概念，包括飞机、无人机和导弹。

其中，X-51高超声速巡航导弹是美国武器库目前速度最快的全球打击武器，可以在一小时内攻击地球上任一目标。

1项目概况巡航导弹在美国武器系统中具有特殊的地位，在未来信息化战争中，巡航导弹不要要成为首选的打击武器，也是美军实行远程军事打击的必备武器。

美国于20世纪90年代启动的“全球敏捷打击”计划自推出以来一直处于低速发展过程中,直至近年该计划开始迅速发展。

美国从改造三叉戟导弹开始,陆续推出一系列的先进攻击武器概念,包括新一代的飞机、无人机和导弹。

X-51A计划是由美国空军研究试验室(AFRL)、国防高级研究计划局(DARPA)、NASA、波音公司和普惠公司联合实施的旨在验证高超声速飞行能力的计划。

终极目标是发展一种马赫数达到5~7的可以在1 h内进行全球打击的武器,包括快速响应的空间飞行器和高超声速巡航导弹。

X-51A于2010年2月中旬进行了首次高超声速飞行试验。

X-51A的首飞创造了又一个人类历史记录———超燃冲压发动机推进的历时最长的高超声速飞行,刷新了X2 43创造的12 s的记录。

X2 51A首飞的成功意味着, 超燃冲压发动机将提供一种全新的快速全球打击能力。

据称,该高超声速导弹将能够在60 min内实施全球打击。

美国国防部/NASA的X2 51A项目则是这一新型武器系统方案的关键部分。

X2 51A 的飞行试验对于空间进入、侦察、打击、全球到达以及商业运输等都有重要意义。

本文2010201222收到,作者分别系中国航天科工集团三院310所助工、高级工程师高超声速飞行器结构材料与热防护系统郭朝邦 李文杰图1　挂载在B 252H 机翼的X 251A摘　要　随着人类对高超声速飞行器的不断探索,结构材料和热防护系统已成为高超技术发展的瓶颈。

首先介绍了X 251A 和X 243A 的项目概况、结构材料和热防护系统,然后分别从高超声速试飞器超高温热防护材料、大面积热防护材料和热防护系统等几方面对X 251A 和X 243A 试飞器进行了分析,最后提出了结构材料和热防护系统发展的关键技术。

关键词　X 251A X 243A 结构材料 热防护系统 飞行器 高超引　言随着高超声速飞行器飞行速度的不断提高,服役环境越来越恶劣,飞行器的热防护问题成为限制飞行器发展的瓶颈。

而高超声速结构材料和热防护系统的研究与开发是高超声速飞行器热防护的基础,因此,各国都大力开展了高超声速飞行器热防护材料与结构的相关研究。

尤其是以美国为代表的X 251A 和X 243A 高超声速飞行器在结构材料和热防护方面的研究比较突出,本文对这两种试飞器的结构材料和热防护技术分别进行详细介绍。

1　X 251A 高超声速飞行器1.1　项目概况X 251A 计划是由美国空军研究试验室(AFRL )、国防高级研究计划局(DARP A )、NAS A 、波音公司和普惠公司联合实施的旨在验证高超声速飞行能力的计划。

终极目标是发展一种马赫数达到5～7的可以在1h 内进行全球打击的武器,包括快速响应的空间飞行器和高超声速巡航导弹。

试验方式是使用B 252H 轰炸机挂载X 251A 飞行,达到预定的飞行条件,释放X 251A 进行飞行试验。

图1是挂载在B 252H 机翼下的X 251A 。

美国空军在2003年开始研制试飞器,2004年12月完成初始设计评估,2005年1月开始详细设计,2005年9月27日被正式赋予X 251A 的代号,2007年5月该项目通过关键设计评审。

极速狂飙──美国空军全球一小时打击计划5月26日上午,美国空军第419飞行中队的一架B-52H轰炸机从爱德华空军基地起飞,携带着X-51A验证机,执行首次飞行试验任务。

大约10时10分,X-51A验证机从载机的左侧机翼下脱离,经过助推和分离阶段后,顺利实现了超燃冲压发动机的点火和加速,总共持续飞行了200秒,使飞行速度达到了马赫数5。

此次试飞实现了以超燃冲压发动机为动力的飞行器迄今为止最长的飞行时间,成为超燃冲压发动机研制与发展历程中的一个重要里程碑。

作为美国空军研究实验室(AFRL)、航空航天局(NASA)和国防部预研局(DARPA)联合提出的一项计划,X-51A验证机由波音公司研制,采用了普惠·罗克达因公司(PWR)的一台SJY61超燃冲压发动机,旨在验证吸气式高超音速推进技术的可行性,将为全球侦察/攻击、进入空间和商业运输等高超音速领域的应用奠定了基础。

引人注目的是,奥巴马政府借助于本国在高超音速领域所取得的进展,正在酝酿发展一系列高超音速打击的武器,力图在军事领域建立起绝对优势,早日实现酝酿多年“全球敏捷打击”计划。

全球敏捷打击计划20世纪90年代末,美国国防部开始着手研究未来远程攻击武器平台的各种候选方案,旨在探索具有潜在能力的一些新技术,以便尽早地研制出可以在数十分钟内攻击全球任何一个目标的高速打击武器。

随着各项作战需求的不断明确和关键技术的日益成熟,五角大楼已经出台了一项“全球敏捷打击”(Prompt Global Strike)计划,陆续提出了一些设计方案,逐渐引起了世界各国的极大关注。

“全球敏捷打击”计划的目标是具备在1小时内实现打击全球目标的能力。

美国国防部认为,现有武器已经可以实施精确的远距离打击,但目前任务对于“时间敏感性”提出了更高的要求。

美国军方确信,在未来的数年内必须具备超高速度攻击能力,特别是针对一些稍纵即逝的目标采取行动时,必须在一个小时、甚至几分钟内做出反应。

高超声速飞行器的推进技术研究在当今航空航天领域，高超声速飞行器的发展成为了各国竞相追逐的焦点。

高超声速飞行器具有极高的飞行速度和机动性，能够在短时间内快速抵达目标区域，执行各种复杂的任务。

而要实现高超声速飞行，关键在于先进的推进技术。

本文将对高超声速飞行器的推进技术进行深入探讨。

一、高超声速飞行器的特点与需求高超声速飞行器的飞行速度通常在 5 倍音速以上，这对推进系统提出了极其苛刻的要求。

首先，飞行器在高速飞行时会面临巨大的空气阻力和气动加热，推进系统需要具备强大的推力来克服阻力，并在高温环境下稳定工作。

其次，由于飞行速度快，燃料消耗率高，推进系统需要具备高比冲，以提高燃料利用率和航程。

此外，高超声速飞行器的机动性要求推进系统能够快速响应控制指令，实现推力的调节和方向的改变。

二、常见的高超声速推进技术1、超燃冲压发动机超燃冲压发动机是目前高超声速飞行器最有前景的推进技术之一。

它利用飞行器高速飞行时产生的冲压效应，将空气压缩并与燃料混合燃烧，产生推力。

超燃冲压发动机的优点是结构相对简单，推力大，比冲高。

然而，其工作条件苛刻，需要在高超音速下实现燃料的稳定燃烧，并且进气道和燃烧室的设计十分复杂。

2、火箭发动机火箭发动机依靠自身携带的氧化剂和燃料产生推力，不受外界空气条件的限制。

在高超声速飞行中，火箭发动机可以提供强大的初始推力，帮助飞行器加速到高超音速。

但火箭发动机的燃料消耗率高，比冲相对较低，不适合长时间的高超声速飞行。

3、组合发动机为了充分发挥不同推进技术的优势，组合发动机应运而生。

常见的组合发动机有“涡轮基组合循环发动机（TBCC）”和“火箭基组合循环发动机（RBCC）”。

TBCC 将涡轮发动机和冲压发动机组合在一起，在低速时使用涡轮发动机，高速时切换到冲压发动机。

RBCC 则将火箭发动机和冲压发动机相结合，根据飞行速度和高度的不同，合理选择工作模式。

三、高超声速推进技术的关键问题1、燃料燃烧与热管理在高超声速条件下，燃料的燃烧过程极为复杂，如何实现高效、稳定的燃烧是一个巨大的挑战。

高超声速飞行器发展综述高超声速飞行器是一种飞行速度超过5倍音速的飞行器，是目前世界上发展最为活跃的一种高新技术飞行器。

它具有超高速、高精度、高灵敏度、高载荷能力等特点，被广泛应用于空天军事、国防安全和超音速交通等领域。

本文将对高超声速飞行器的发展历程、技术特征、应用前景等进行综述，为相关领域的研究提供参考。

首先，高超声速飞行器的发展历程可追溯到上世纪50年代。

当时，苏联开始研发高超声速飞行器，1961年首飞成功，引起了全球的关注。

随着时间的推移，美国、中国、法国、印度等国家也相继进入了高超声速飞行器的研究领域，开展了一系列涉及高超声速技术、材料、设计和测试等方面的工作。

今天，高超声速飞行器已经成为当今世界上最具前沿性和潜力的领域之一。

其次，高超声速飞行器的技术特征主要表现在以下几个方面。

第一，高超声速飞行器具有极高的飞行速度。

由于其飞行速度远超声速，因此需要采用高温材料、纳米材料和复合材料等先进材料，并进行针对性设计和制造。

第二，高超声速飞行器的载荷能力较高。

相比传统飞行器，高超声速飞行器所需承载的热力学和动力学载荷更大，需要具有更强的结构强度和稳定性。

第三，高超声速飞行器的控制精度要求更高。

由于其速度和载荷的特殊性，高超声速飞行器需要采用更高精度的控制技术和设备，确保稳定的飞行。

最后，高超声速飞行器的应用前景广泛。

在军事领域，高超声速飞行器被广泛应用于反导拦截、情报侦察和精确制导等应用场景。

同时，在航天领域中，高超声速技术可以推动空天交通的快速发展，带来更高效、更安全和更可靠的航空交通方式。

此外，在国防安全、地质探测、环保监测等许多领域，都有着广泛的应用前景。

总之，高超声速飞行器是一种充满前瞻性和活力的高新技术飞行器。

它的研发和应用将推动整个航空领域的发展，创造更多的社会价值和经济效益。

未来，高超声速飞行器将继续保持其领先地位，成为全球研究和创新的焦点之一。

体化的轴对称高超声速导弹气动布局。

图1X-43A高超声速飞行器X-43A(如图1)计划是由DRAPA主导的以氢燃料为。

Science&Technology Vision科技视界9将提供一种全新的快速全球打击能力。

图2X-51A高超声速飞行器1.2无动力高超声速计划无动力高超声速计划通常采用助推器将高超声速无动力滑翔飞行器助推到预定的分离点,无动力滑翔飞行器通过长时间的高超声速滑翔飞行实现快速的投送和打击。

. All Rights Reserved.HTV-2(Falcon)计划是由DRAPA主导用来验证全球快速打击武器的关键技术,驻澳包括远程高超声速助推滑翔飞行器气动布局技术、热防护技术、先进GPS制导技术和碳/碳减速伞技术等。

HTV-2计划的目标是通然要求;图3高超音速飞行器典型弹道(3)精确打击能力,对点目标、机动目标的直接命中打击能力,对目标"点穴式"小附带损伤打击能力,是现代战争和未来信息化战争的基本要求,是精确打击和常规威慑的技术保证;(4)有效突防能力:导弹速度越高,其突防能力越强;关于飞行高度,其突防能力与拦截武器类型有关,对于靠气动力控制的拦截弹而言,其拦截能力随导弹飞行高度增高而下降,对于靠直接力控制的拦截弹而言,其拦截能力随导弹飞行高度增高而增强(5)高作战效能,具备包括高射前生存能力、有效Science &Technology Vision科技视界(上接第11页)基、海基或空基)需根据航区特点合理布置。

弹上测量参数种类、数量非常多,主要包括热流参数、压力参数、温度参数、过载参数、缓变电压模拟量、开关量等,数据的数据量非常大,因此遥测需满足大容量数据传输要求。

靶场地面站应能满足相关的保密保密要求。

(2)外测需求对导弹飞行试验全程进行外弹道测量,测量导弹位置参数及运动参数,如高度、距离、侧偏、速度、加速度等。

并能够按要求实时传送到指挥控制中心,用于监测和安控判决。

高超声速飞行器一体化优化设计摘要高超声速飞行器是二十一世纪航空航天领域的研究重点之一，其在军事和民用领域都有广泛的应用前景。

相比于传统的低速飞行器，高超声速飞行器涉及的流动更加复杂，对飞行器设计的要求也越高。

飞行器设计是多个学科的综合化系统设计，相关研究表明，对于一个单一的乘波体飞行器，其升阻比可达到8，但是匹配发动机后的飞行器其升阻比不超过4，即单纯的机体与发动机叠加并不能达到最佳效果。

因此，飞行器的一体化设计和优化设计尤为重要。

本文概述了高超声速飞行器一体化/优化设计的主要研究进展，并对相关技术进行了展望。

1. 引言随着航空航天技术的发展，高超声速飞行器的研究如今如火如荼。

以美国为例，在过去的半个世纪里，美国开展了多个吸气式高超声速飞行器研制项目，取得了众多有价值的成果。

同时需要注意到，飞行器是一个十分复杂的系统，飞行器设计是一个不断寻优的过程，最终完整的飞行器应该是一个综合性能最优的系统。

图1 美国主要的高超声速飞行器项目乘波体构型由于具有升阻比高、下表面流场均匀以及有利于机体/机身一体化设计而受到人们的重视。

1990年在马里兰大学召开的第一届乘波体国际会议将将其推向了一个新的研究高潮。

如今，各种类型乘波飞行器层出不穷。

图2 各种类型的乘波体飞行器升力体构型高超声速飞行器往往采用超燃冲压发动机作为动力，飞行器前体下壁面作为进气道外压缩段，后体下壁面作为喷管膨胀。

因而，这类飞行器具有显著的机体/推进一体化特征，飞行器机体与发动机形成的流场存在强烈的耦合作用，包括：飞行器前体形状、积薄结构和边界层发展直接影响进气道气动性能、捕获流量和压力恢复系数；发动机位置、几何形状对飞行器力/力矩产生影响；尾喷口燃气既可产生力/力矩，也会和控制舵面发生相互作用，影响飞行姿态、稳定性。

图3 典型高超声速飞行器流场示意图2. 国外发展情况气动外形与发动机一体化设计思想源于不断的高超声速技术和超燃冲压发动机技术的研究实践，国外在这方面已经做了大量的研究工作。

2023年国外高超声速技术领域发展综述2023年，国外高超声速技术领域迎来了许多重大进展和突破。

高超声速技术是一种超音速飞行的概念，其速度超过了音速5倍以上，具有高速、高效、高精度等优点，被广泛应用于航天、国防、航空等领域。

本文将从技术原理、应用领域、关键技术、国际竞争等方面综述2023年国外高超声速技术的发展情况。

首先，技术原理方面，高超声速技术主要依靠超音速飞行器的设计和制造。

在2023年，国外在高超声速飞行器的设计和制造方面取得了一系列突破。

各国通过不断提升材料、推进系统、气动外形等方面的技术水平，实现了飞行器在高速环境下的稳定飞行。

同时，各国还在燃烧、传热、结构等方面做出了许多创新，提高了高超声速飞行器的性能和可靠性。

其次，应用领域方面，高超声速技术被广泛应用于军事和民用领域。

在军事领域，高超声速飞行器可以有效提高军事作战的速度和精度，加强对目标的打击力量，提高作战效果。

许多国家都在开展高超声速武器和飞行器的研发，争相突破技术瓶颈，提高作战能力。

在民用领域，高超声速技术也可以应用于空天交通、火箭发射等领域，为人类的探索和发展提供支持。

再次，关键技术方面，2023年国外高超声速技术的发展主要集中在材料、动力、控制等关键技术的突破。

在材料方面，新型高温合金材料、复合材料等得到广泛应用，提高了飞行器的耐热性和结构强度；在动力方面，超燃冲压发动机、等离子体发动机等先进动力系统的应用，提高了飞行器的推进效率和速度；在控制方面，先进的飞行控制系统、自适应控制技术等为飞行器提供了更精确的控制能力。

最后，国际竞争方面，2023年国外各国在高超声速技术领域的竞争日益激烈。

美国、俄罗斯、中国、欧盟等国家都在加大高超声速技术的研发投入，争相发展更为先进的高超声速武器和飞行器。

各国纷纷成立研究机构、加强技术交流合作，力图赢得高超声速技术领域的制高点。

总的来说，2023年国外高超声速技术领域取得了许多重大进展和突破，技术的不断创新和发展为航天、国防、航空等领域提供了更为先进的工具和手段。

超强科普：漫谈高超音速武器及其防御高超音速飞行器是近一段时间军坛上的热点话题。

8月7日网传我国“Wu-14高超音速滑翔式导弹"(网传不做证实)试验失败;8月25日美国陆军高超音速武器(AHW)进行试射，导弹升空后4秒因故障被迫引爆。

至此中美成为了这领域全球的焦点，高超音速武器的研发拉开了21世纪空天进攻和防御对抗的大幕，势必成为未来几十年最耀眼的军事科技项目之一。

一、什么是高超音速?我们知道几十年来传统的飞机和导弹发动机在3至4倍音速时就会遇到速度瓶颈。

为了打破速度极限，人类开始研发高超音速的飞行器。

那么高超音速飞行器要有多快呢?我们说要起码达到每小时6 000千米的飞行速度，也就是5倍音速以上才算是高超音速，因为以5马赫为界的飞行气流性质不同，飞行器的设计也势必不同。

高超音速飞行器要达到5倍以上的因素，就必须使用重新设计的专用发动机，在3-4倍音速上的超音速导弹系统使用的冲压发动机，是不能直接用于高超音速飞行器的，所以研发所谓的超燃冲压发动机就是整个高超音速飞行器设计的重中之重，这类发动机如果能成熟应用到未来的高超音速飞行器中将是一场新的动力革命。

另外高超音速飞行器在跨越超音速和高超音速的时候，飞行器的控制能力要求是不同的，对飞行器的外形要求非常苛刻，因此如何设计兼容不同速度的飞行器外形和控制操作系统，让飞行器稳定的进行飞行是另一个巨大的设计难点。

二、什么是高超音速武器?最有威胁的高超音速武器一般在临近空间高度飞行。

所以我们先讲一下临近空间，临近空间是指高于一般航空器飞行高度，而又低于航天器轨道高度的空间区域。

目前，国际上对临近空间区域具体高度范围尚无统一的定义，大多数观点认为其高度下限为20 km——30 km，上限为100 km ——150 km。

这个高度区间大气层大致包括: 大部分大气平流层、全部中间层和部分热层区域。

飞行在该空间区域，既可以避免绝大多数的地面防空武器和大部分战斗机防御攻击，又可以提高军事侦察和对地攻击的精度。

高超声速飞机2小时打遍全球作者：暂无来源：《华声·观察》 2013年第12期郑江安IC能够从常规跑道起飞，可重复使用，可携带5400公斤载荷在2个小时之内对1 6650公里外的目标实施打击……美军的真正目标是拥有类似HCV这样的高超声速飞机，并伺机向技术难度更大的空天飞机往返系统进军。

最近，美国空军的X-51A“乘波者”试验飞行器完成了4次试飞计划中的最后一次，实现了以吸气式超燃冲压发动机为动力的5马赫持续高超声速飞行的目标。

这标志着美国在高超声速飞行器研发领域又向前迈了一步。

但人们更为关心的是未来美国的军用高超声速飞机能否在2小时内飞抵全球任何地区，执行实时侦察、远程快速部署和精确打击任务。

方案：从飞机到导弹高超声速技术是以吸气式发动机或组合发动机为动力、在大气层内实现速度大于5马赫的持续飞行的技术。

由于其所带来的军事价值与经济价值巨大，美国、俄罗斯等国家一直在矢志不移地研究，并制定了许多高超声速技术发展计划。

特别是美国，从1985年起，一些研究机构便根据国防部预研局( DARPA)的提议，开始实施“国家空天飞机计划”( NASP)。

该计划的目的是开发一种可完全重复使用、单级、以超燃冲压发动机推进、水平起降的空天飞机。

其最重要的工作内容是开发一种可提供高超声速飞行状态的超燃冲压发动机E22A，并研制X-30验证机。

然而，由于该计划提出的目标过于庞大，耗资过于巨大，技术过于复杂，使其一开始就留下了阴影。

1995年，耗资数百亿美元、历时10年之久的NASP计划宣告停止。

后来，美国在总结NASP计划正反两方面经验的基础上，对于发展和应用高超声速技术采取了更为稳妥、循序渐进的策略，并制定了近期、中期和远期目标：近期目标是发展高超声速巡航导弹；中期目标是发展高超声速飞机；远期目标是发展跨大气层飞行器和空天飞机。

1996年，国防部高级研究计划局( DAPPA)制定了“快速反应导弹演示”( ARRMD)计划，目的是研制一种采用碳氢燃料的超燃冲压发动机、速度6~8马赫、最大射程800～1200公里的高超声速导弹武器。

涡轮组合循环（TBCC）推进技术发展1、引言吸气式高超声速（飞行马赫数大于5）飞行器是未来军、民用航空器的战略发展方向，被喻为是继螺旋桨、喷气推进飞行器之后世界航空史上的第三次革命。

20世纪60年代，国外就开始投入巨资对此进行研究。

但是，由于遇到了许多技术上和经济方面的问题，其发展曾几度终止。

进入21世纪，国外进一步加紧了吸气式高超声速技术的研究，并且已经取得了大量研究成果。

到目前为止，对于飞行包线范围非常宽（高度0~40km或更高、飞行M数从亚声、跨声、超声速扩展到高超声速）的高超声速飞行器来说，还没有一种吸气式发动机能独立完成推进任务，因此国外提出了利用两种以上的发动机组合起来作为高超声速推进动力的构想，国外研究较多的高超声速飞行器组合动力包括火箭基组合循环（RBCC）动力装置和涡轮基组合循环（TBCC）动力装置两种类型。

目前，RBCC动力装置技术的发展已取得了巨大成功。

已经提出的RBCC方案包括管道火箭和火箭冲压发动机、液化空气循环火箭和深冷空气火箭发动机、火箭/双模态冲压组合发动机、液化或深冷空气火箭/超燃冲压组合发动机、液化或深冷空气火箭/双模态冲压组合发动机等类型。

其中，火箭/双模态冲压组合发动机的研制投入最多，并开始进入了应用研究的飞行试验阶段。

已经完成的研究包括进行了火箭模态向双模态转换的地面试验并实现了冲压发动机亚燃模态向超燃模态转换的飞行试验。

涡轮组合发动机（TBCC）适用于M数5~8的高超声速飞行器，以TBCC为动力的飞行器可与普通的飞机一样工作，可重复使用（大于1000次任务，每年可飞行100次），用途多样，有灵活的发射和着陆地点，耐久性高，单位推力大，能采用普通的燃料和润滑剂、成本低，并有很低的运行成本和很好的安全性，是未来很有前途的高超声速动力概念之一。

以TBCC为动力的飞行器可采用现有的飞机地面设备实现革新的进入太空。

目前，美国、日本和印度等国都在发展TBCC技术，并准备在2006年以后进行地面试验验证，2009年开始飞行试验，到2025年~2030年左右可实际应用。

国外加紧发展高马赫数（M4以上）涡轮发动机作者：胡晓煜2008年7月30日，美国DARPA发布一份Vulcan涡轮/定容燃烧（CVC）发动机验证计划的DARPA公开通告（BAA），计划到2014年完成一种能使全尺寸高超声速飞行器从静态飞行到M4以上的高马赫数涡轮发动机的设计、制造和地面试验。

2009年1月12日，罗·罗公司宣布，该公司与美国空军研究实验室在高速涡轮发动机（HiSTED）计划下发展的YJ102R弹用高马赫数（M4以上）涡轮发动机成功完成初始试验，验证了关键性能，达到了一个重大里程碑。

2008年6月，美国空军阿诺德工程发展中心宣布，该中心的T-3发动机模拟高空试验台经过改造后，具备了模拟30480米高度和M4.1的能力，为高马赫数涡轮发动机的发展做好了准备。

这几则消息都向我们传递了一个共同的消息，即高马赫数（M4以上）的涡轮发动机正在成为国外航空推进领域新的研究热点，被誉为实现高超声速飞行的基础使能者。

一、高马赫数涡轮发动机提出的背景传统的航空发动机有效工作范围不同，燃气轮机发动机主要是在亚声速范围内使用，最大飞行速度为M3（如J58）。

而超燃冲压发动机只能在M6以上的速度下高效工作。

要实现从静态到高马赫数的持续飞行，过去的概念是采用变循环的涡扇发动机和亚燃/超燃冲压发动机组合，构成涡轮基组合循环（TBCC）推进系统。

先由燃气涡轮发动机加速并达到一个接力马赫数，然后由双模态的亚燃/超燃冲压发动机把飞行器推到更高的马赫数。

为此，日本和美国NASA分别从1989年和2001年开始研究这种发动机技术，但是，前者至今未能走向工程应用，后者也被迫中止。

近来，高马赫数涡轮发动机的研究有了新进展，美国DARPA和美国空军提出了高马赫数涡轮发动机发展的新思路，并计划在2014年左右完成地面试验验证。

二、美国DARPA的高马赫数涡轮发动机：Vulcan发动机DARPA名为Vulcan的计划旨在探索如何将全尺寸的高超声速飞行器加速到超燃冲压发动机的启动速度。

20km 100km 临近空间超高声速飞行器控制的关键技术0. 引言临近空间是指传统的航天和航空之间的空白区域，一般认为在20~100km 之间的空间领域，包括平流层的大部分区域、中间层和热层的部分区域。

其下面的空域我们通常称之为“天空”，是传统航空器的主要活动空间；其上面的空域就是我们平常说的“太空”，是卫星等航天器的运行空间。

临近空间飞行器特指能在临近空间作持续飞行并完成一定使命的飞行器, 因此不包括只是穿越该区域飞行的飞行器。

临近空间飞行器根据飞行速度的不同，可分为低速临近空间飞行器和高速临近空间飞行器。

低速临近空间飞行器类型主要有：气球、飞艇、无人机和太阳能飞机等；高速临近空间飞行器一般包括超声速、高超声速临近空间飞行器和亚轨道飞行器等。

临近空间高超声速飞行器是指主要在临近空间内飞行，并且完成特定任务的马赫数大于5图2 临近空间飞行器的分类 图1 临近空间示意图的飞行器。

本文重要以X-51巡航导弹为代表，对临近空间高超声速飞行器进行了介绍，并系统地分析了其导航与控制的关键技术，最后给出了临近空间高超声速飞行器的发展趋势。

1.临近空间高超声速飞行器高速临近空间飞行器主要可分为两大类:以火箭为动力的高超声速飞行器(hypersonic rocket vehicles,HRV)和以吸气式发动机为动力的高超声速飞行器(hypersonic air-breathing vehicles,HAV)，如:高超声速巡航导弹、远程机动弹道导弹、高超声速飞机、可重复使用的高超声速空天飞行器等。

20世纪60年代以来,以火箭为动力的高超声速航天飞行器(如:各类导弹、卫星、载人航天器、空间实验室、空间站和大型运载工具等),有了很大发展,目前技术已达到成熟。

以吸气式发动机为动力的高超声速飞行器,受到广泛关注。

从20世纪50年代末开始对超燃发动机的探索性研究,70年代后期,出现低潮,几经周折,到80年代后期、90年代初中期,关键技术问题取得突破性进展,目前已进入飞行演示验证阶段。