在美國(guó)的幫助下，英國(guó)國(guó)防部完成了一項(xiàng)重大高超音速武器推進(jìn)試驗(yàn)，測(cè)試了一種新型發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，可在 2030 年前為英國(guó)武裝部隊(duì)的尖端高超音速巡航導(dǎo)彈提供動(dòng)力。

藝術(shù)家對(duì) 2030 年英國(guó)高超音速導(dǎo)彈的設(shè)想

高超音速導(dǎo)彈的飛行速度可達(dá)音速的五倍以上，有可能以自 1947 年突破音障以來(lái)前所未見的方式徹底改變戰(zhàn)爭(zhēng)。高超音速導(dǎo)彈能夠以超高速度飛行并具有出色的機(jī)動(dòng)性，因此極難被發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗鼈兛梢酝黄瞥Ｒ?guī)防空系統(tǒng)，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行猛烈打擊，僅憑巨大的動(dòng)量便可摧毀目標(biāo)。

高超音速導(dǎo)彈的難點(diǎn)在于如何讓它們的速度達(dá)到 5 馬赫以上，并以一種實(shí)用的方式保持這一速度。例如，大多數(shù)高超音速試驗(yàn)飛行器的運(yùn)行方式是，它們被火箭發(fā)動(dòng)機(jī)射到超音速，然后升空。然后，當(dāng)它們滑翔時(shí)，它們會(huì)加速到高超音速。這是可行的，但對(duì)于武器來(lái)說(shuō)，這并不實(shí)用。

英國(guó)高超音速發(fā)動(dòng)機(jī)靜態(tài)測(cè)試

如果要制造一枚高超音速巡航導(dǎo)彈，就需要一臺(tái)能夠持續(xù)為導(dǎo)彈提供動(dòng)力的吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。這使其射程遠(yuǎn)超火箭或高超音速滑翔導(dǎo)彈，并且能夠以更低的高度飛行，從而更難攔截。

當(dāng)然，制造這樣一種發(fā)動(dòng)機(jī)是一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)?；蛘哒f(shuō)，這是一系列的挑戰(zhàn)。英國(guó)政府尚未公布有關(guān)新發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)細(xì)節(jié)——毫無(wú)疑問(wèn)，其中很多都是高度機(jī)密。然而，我們可以根據(jù)最先進(jìn)的技術(shù)和 2030 年的飛行目標(biāo)，以及新發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該在從超音速到高超音速的整個(gè)速度范圍內(nèi)工作的事實(shí)做出推論。

一個(gè)明顯的問(wèn)題是，吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法處理以 5 馬赫以上速度進(jìn)入的空氣。這將導(dǎo)致巨大的壓力、壓縮和沖擊波問(wèn)題，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)在試圖啟動(dòng)的那一刻爆裂。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)需要某種可變幾何形狀的進(jìn)氣口，如空氣尖峰，可以實(shí)時(shí)調(diào)整以塑造沖擊波并將進(jìn)入的空氣速度從高超音速降低到超音速或亞音速。

即便如此，超音速發(fā)動(dòng)機(jī)也需要在超過(guò) 2000 °C (3632 °F) 的溫度下運(yùn)行。即使是鈦合金也會(huì)在這種高溫下熔化。因此，新設(shè)計(jì)必須有某種處理熱量的方法，包括某種預(yù)冷系統(tǒng)、超高溫陶瓷 (UHTC) 或陶瓷基復(fù)合材料 (CMC) 來(lái)制造部件或作為隔熱涂層。

更糟糕的是，所有這些材料都需要能夠承受高強(qiáng)度的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力，并抵抗高溫氧化。此外，所有這些都必須能夠裝進(jìn)非常小的空間，并且必須與火箭助推器或超音速母艦配合使用才能達(dá)到最低速度。所有這些都意味著復(fù)雜的控制系統(tǒng)、先進(jìn)的燃料管理，以及使用由復(fù)合材料制成的模塊化、可擴(kuò)展組件來(lái)減輕非關(guān)鍵部分的重量。

據(jù)英國(guó)國(guó)防部稱，作為英國(guó)超音速小組 (Team Hypersonics) 項(xiàng)目的一部分，新發(fā)動(dòng)機(jī)已在超音速風(fēng)洞中進(jìn)行了 233 次靜態(tài)測(cè)試。這些測(cè)試由國(guó)防科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室 (Dstl) 與美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室 (AFRL) 和行業(yè)合作伙伴組成的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)，在弗吉尼亞州的 NASA 蘭利研究中心進(jìn)行了為期六周的測(cè)試。

測(cè)試涉及新設(shè)計(jì)的幾種變體，并展示了其性能和穩(wěn)健性。記錄的數(shù)據(jù)將用于構(gòu)建更先進(jìn)的升級(jí)。

國(guó)防大臣約翰·希利議員表示：“我們生活在一個(gè)更加危險(xiǎn)的世界，創(chuàng)新和領(lǐng)先于對(duì)手、為我們的軍隊(duì)配備未來(lái)技術(shù)對(duì)我們來(lái)說(shuō)從未如此重要。這項(xiàng)由英國(guó)科學(xué)家和英國(guó)小企業(yè)支持的超音速研究的里程碑時(shí)刻表明，我們正在與美國(guó)齊心協(xié)力，加強(qiáng)我們的武裝部隊(duì)和威懾力，這是另一個(gè)重要領(lǐng)域。”