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  • 1 # 白虎堂

    據來自環球網等媒體的訊息,第34屆美國空軍技術展覽會近期在美國佛羅里達舉行,著名軍火商洛克希德·馬丁公司在展覽會上展示了一種新的高超音速飛行器模型,雖然洛馬方面沒有具體說明該機型的實際型號,但是媒體認為,這可能是一種類似於獵鷹HTV-2的高超音速飛行器。

    獵鷹HTV-2號高超音速飛行器是由美國國防部下屬國防高階研究計劃署聯合美國空軍研發的一種無人飛機,這種無人飛機的速度達到了令人難以想象的水平。根據以前一些公開資料顯示,獵鷹HTV-2號高超音速飛行器的最大設計飛行速度要求達到20倍音速,平均而言獵鷹HTV-2需要保持5馬赫以上的高超音速飛行狀態,其飛行時速可達2萬公里,在2小時以內就可以飛抵全球任意位置。

    獵鷹HTV-2號高超音速飛行器的研發計劃於2003年開始正式啟動,發展這種飛機的目的就是要讓其在很短的時間內到達全球任何地點,不過計算機模型和風洞測試很難實現20馬赫速度的效果,所以美國需要以實際測試的方式去驗證其效能。獵鷹HTV-2號高超音速飛行器由“牛頭怪IV型”火箭發射,飛到大氣層外層之後就可以實現很高的速度。

    但是獵鷹HTV-2號高超音速飛行器的研發過程其實也不算順利,在2010年這種高超音速飛行器進行了第一次發射,結果因為飛航模式的問題而選擇墜海,2011年又一架獵鷹HTV-2號高超音速飛行器升空,不過最後與地面失去聯絡。可以看出,高超音速飛行器的發展需要面臨很多問題,美國至今也在這一領域不斷探索。洛克希德·馬丁公司推出類似於獵鷹HTV-2號高超音速飛行器的新機型,或許也是希望今後能夠在這一市場取得主導性的地位。

  • 2 # 稀星天外

    高超音速技術驗證飛行器2(HTV-2)是一種無人駕駛,實驗性高超音速火箭滑翔機,是美國國防高階研究計劃局(DARPA) “獵鷹”專案的一部分,能夠以21,000公里/小時(17.53馬赫)的速度飛行。它是一種技術測試平臺,使美國有能力在一小時內使用無人高超音速轟炸機攻擊全球範圍內的任何目標(即時全球打擊)。

    獵鷹HTV-2計劃的前身是被取消的獵鷹HTV-1計劃。這兩項計劃均由美國國防高階研究計劃局(DARPA)資助,旨在幫助開發高超音速技術並證明其有效性。根據最初的計劃,HTV-1的高超聲速升阻比(L/D)為2.5,HTV-2增加到3.5到4之間,HTV-3再增加到4到5之間。HTV-2的實際比例估計為2.6。

    圖1 HTV-2的外形猜想圖

    如果HTV-2專案一切順利,之後將開發一款名為“黑Swift”的HTV-3X飛行器,該飛行器可能會成為2025年左右部署的從傳統跑道起飛,無人駕駛,可重複使用的高超音速巡航飛行器(HCV)的基礎。HCV能攜帶5,400千克有效載荷,在2小時內攻擊16650公里外的目標。當速度為10馬赫,高度40000米時,HCV需要實現6到7的升阻比。

    圖2 接近范登堡空軍基地的HTV-3X想象圖

    為了實現能夠在49分鐘內從倫敦飛到悉尼,HTV-2面臨著一系列的技術挑戰,包括:堅固而又輕便的保護結構的開發,具有高升阻比的空氣動力學形狀的開發,自動導航控制系統的開發等等。這需要包括氣動熱力學,材料科學,高超音速導航,制導和控制系統,大氣層邊緣和大氣層外飛行動力學,遙測和安全距離分析等各部門的共同協作。

    洛克希德馬丁公司製造的HTV-2由碳複合材料製成。由於飛行器的蒙皮很薄,內部零件和外表面只有幾英寸的距離,這種材料需要有非常好的耐久性,來防止重要的內部零件損壞。預計HTV-2的表面溫度將在飛行中達到1900攝氏度以上(對應的,鋼的熔點是1370攝氏度左右)。

    到現在為止,總共進行了兩次HTV-2的試驗飛行。兩次試驗都是以“牛頭怪”IV號火箭作為助推器,從范登堡空軍基地發射升空。DARPA計劃飛行以展示熱保護系統和空氣動力學控制功能。測試飛行得到了美國宇航局,太空與導彈系統中心,洛克希德馬丁公司,桑迪亞國家實驗室和空軍研究實驗室(AFRL)的飛行器和航天器總局的支援。在兩次試驗中,HTV-2的最高速度都達到了20馬赫。 不幸的是,這兩次原定計劃30分鐘的試驗都在飛行器發射後9分鐘失去了遙感訊號。

    圖3 HTV-2再入大氣層的想象圖

    首次飛行於2010年4月22日進行。HTV-2計劃以20馬赫的速度在太平洋上空飛行7,700公里到達誇賈林群島。HTV-2在100英里高空和運載火箭順利分離,按計劃在太平洋上空以20馬赫的速度滑行。在9分鐘以後,飛行器和地面失去聯絡,滑翔機整個解體。11月中旬,DARPA表示,該枚HTV-2在接收到計算機做出的“航行終止”命令後,結束了飛行。根據DARPA發言人的說法,“當機載系統檢測到(不良或不安全的飛行)行為時,它會自動進入受控制的側傾和俯仰直接墜入海中。”事後的審查發現,該飛行器在接到中止飛行命令前,已開始猛烈滾動。

    第二次飛行最初定於2011年8月10日發射,但因惡劣天氣而推遲。第二架無人駕駛的獵鷹HTV-2於次日發射升空,併成功地與助推器分離,進入任務的滑翔階段。還是在計劃的30分鐘20馬赫滑翔飛行的第9分鐘,和飛行器失去了聯絡。初步報告表明,這架HTV-2是為了安全起見,在飛行途中故意墜入太平洋。據說,當時滑翔機的表面溫度已經達到1730攝氏度(速度和熱量導致部分蒙皮從飛機結構上剝離)。故障發生後,飛行器繼續保持控制了3分鐘才最後墜毀。

    圖4 兩次測試的時序圖(第一次測試在620秒開始滑翔,在1363秒墜毀,飛行距離3180海里;第二次測試在606秒開始滑翔,在1409秒墜毀,飛行距離3079海里。)

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