據(jù)中國國防科技信息網(wǎng)報(bào)道，美國有觀點(diǎn)認(rèn)為，美國國防高級研究計(jì)劃局(DARPA)不顧一切地投入高超聲速某一技術(shù)途徑是有問題的，目前，這一歷時十年的快速全球打擊技術(shù)驗(yàn)證計(jì)劃行將結(jié)束，除了獲得一些難得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，飛行試驗(yàn)卻沒有成功。
據(jù)悉，DARPA計(jì)劃將其重點(diǎn)轉(zhuǎn)移至短射程的戰(zhàn)術(shù)武器，并將發(fā)出一項(xiàng)包括吸氣式巡航導(dǎo)彈和無動力助推滑翔武器在內(nèi)的高超聲速“倡議”。 這一驗(yàn)證項(xiàng)目如獲批準(zhǔn)，DARPA將聯(lián)合美國空軍開展研究。美國空軍強(qiáng)烈地希望發(fā)展一項(xiàng)高速打擊武器項(xiàng)目，延續(xù)其X-51A超燃沖壓發(fā)動機(jī)驗(yàn)證機(jī)的成功。
DARPA最初計(jì)劃實(shí)施“綜合高超聲速”(IH)項(xiàng)目，首先進(jìn)行HTV-2高超聲速滑翔飛行器的第三次飛行試驗(yàn)。HTV-2在2010年和2011年兩次飛行試驗(yàn)中僅飛行了幾分鐘，進(jìn)入速度Ma 20滑翔時即告失敗。IH項(xiàng)目后續(xù)將發(fā)展能力更強(qiáng)的高超聲速X系列飛機(jī)，將進(jìn)一步提升其性能。
IH計(jì)劃受到了波音公司的強(qiáng)烈批評。波音公司表示這項(xiàng)計(jì)劃幾乎毫無掩飾地為資助洛馬公司HTV-2第三次飛行提供借口，并且認(rèn)為HTV-2不適宜飛行。但DARPA在發(fā)布其修改的計(jì)劃時，沒有回應(yīng)對HTV-2的反對意見，只是表示第三次飛行試驗(yàn)不會過度消耗高超聲速研究資源。
由于五角大樓將中國視為威脅，DARPA這項(xiàng)倡議將驗(yàn)證能夠在防區(qū)外發(fā)射、突破一體化防空系統(tǒng)，并能夠?qū)δ繕?biāo)實(shí)施敏捷打擊的高超聲速武器。該倡議的吸氣式和助推滑翔武器各有難點(diǎn)，也與HTV-2的難點(diǎn)不同。但DARPA相信在HTV-2項(xiàng)目中得到教訓(xùn)是有價(jià)值的。
DARPA計(jì)劃主管彼特·艾伯蘭德指出，取消HTV-2，原因主要有兩點(diǎn)：一是美國給予HTV-2投資，是出于對高超聲速能力有某種依賴，與X-30空天飛機(jī)下馬類同，那是個令人興奮的年代;二是發(fā)展一種新的高超聲速飛行器還需使現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方案充分可信。
HTV-2兩次失敗的飛行試驗(yàn)令人感到意外，第一次是由于氣動，第二次是由于熱結(jié)構(gòu)。艾伯蘭德說，查清事故原因“要求我們動用在高超聲速領(lǐng)域的所有能力”，需要一支由政府、公共機(jī)構(gòu)、NASA、導(dǎo)彈防御局、企業(yè)和學(xué)術(shù)界組成的團(tuán)隊(duì)。
艾伯蘭德表示，決定不再試飛第三架HTV-2的主要原因是受到前兩次飛行試驗(yàn)的影響，因?yàn)?ldquo;已對HTV-2各技術(shù)領(lǐng)域存在的巨大風(fēng)險(xiǎn)有了充分認(rèn)識”：首飛認(rèn)識了氣動與飛行性能的風(fēng)險(xiǎn)，第二次飛行認(rèn)識了高溫承載式氣動外殼的風(fēng)險(xiǎn)。第二個原因是將第三次飛行技術(shù)價(jià)值與成本進(jìn)行了比較，第三個原因是將HTV-2項(xiàng)目投入資源的價(jià)值與其他高超聲速驗(yàn)證項(xiàng)目進(jìn)行了對比。艾伯蘭德指出，“我們已經(jīng)學(xué)到很多，再飛一次有何意義?”
空軍研究實(shí)驗(yàn)室的Ma5、以超燃沖壓發(fā)動機(jī)為動力的X-51A在4次飛行中已取得了2次成功。而DARPA的Ma6、以超燃沖壓發(fā)動機(jī)為動力的導(dǎo)彈驗(yàn)證機(jī)HyFly經(jīng)過3次飛行失敗后，其兩架HTV-2也遭到失敗。艾伯蘭德指出，作為工程中常見案例，從失敗中學(xué)到的知識要比從成功的更多，HTV-2事故調(diào)查將產(chǎn)生更健全的高超聲速設(shè)計(jì)工具，將提高未來取得成功的可能性。
為了確保能夠消化吸收已取得的經(jīng)驗(yàn)，HTV-2項(xiàng)目將延續(xù)至明年夏天，“從第二次飛行中獲取的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，將用以改善高溫合成氣動外殼的設(shè)計(jì)工具和方法”。飛行后調(diào)查獲得的數(shù)據(jù)將應(yīng)用于補(bǔ)充的地面試驗(yàn)，以及改進(jìn)承載式熱結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)，綜合考慮“如何加熱，材料特性、不確定性和變量，如何用建模和仿真來預(yù)測熱應(yīng)力和響應(yīng)”。
以高超聲速遠(yuǎn)距離滑翔20分鐘大約3000nm(約5496km)的HTV-2，需要采用高升阻比和碳/碳結(jié)構(gòu)的細(xì)長體飛行器，才能夠承受長時間高溫飛行。在2010年4月首次飛行中，當(dāng)不利偏航超出了飛行器控制能力時飛行試驗(yàn)失敗;在2011年8月第二次飛行中，當(dāng)氣動外殼開始退化產(chǎn)生氣動擾動，導(dǎo)致飛行終止。
“從第一次飛行清楚地看到，我們對于氣動設(shè)計(jì)方法的推算不足以預(yù)測飛行行為。”艾伯蘭德說，“在第一次飛行結(jié)束到第二次飛行前，我們重新進(jìn)行了地面試驗(yàn)，并利用新工具重新進(jìn)行氣動基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。在第二次飛行中，這些改進(jìn)十分有效，即使在非常不利的飛行條件下”。盡管如此，所作的改進(jìn)還是不能挽回HTV-2第二次飛行失敗。
“飛行彈道變化使氣動熱環(huán)境比第一次飛行更加惡劣。” 艾伯蘭德說，“我們利用有限的儀表測量數(shù)據(jù)重現(xiàn)失敗過程，最可能的原因是結(jié)構(gòu)退化。熱應(yīng)力導(dǎo)致失敗。”盡管飛行器保持了結(jié)構(gòu)完整性，但小范圍溫度梯度導(dǎo)致材料局部破壞，產(chǎn)生了氣動擾動。
“我們從第二次飛行中獲得了關(guān)于如何設(shè)計(jì)耐熔復(fù)合材料的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步認(rèn)識了如何在熱應(yīng)力下建立熱結(jié)構(gòu)模型。”艾伯蘭德說，“我們學(xué)到了關(guān)于材料特性的可變性和不確定性的關(guān)鍵知識。這就是為什么我們繼續(xù)支持修正模型用于解釋材料和氣動熱變化的原因。”
現(xiàn)在，DARPA正在改變其高超聲速研究重點(diǎn)，將任務(wù)范圍從全球打擊轉(zhuǎn)向戰(zhàn)術(shù)打擊。射程600英里(約1100千米)的吸氣式武器可以直接利用X-51，而助推滑翔式超過600千米的射程是HTV-2與眾不同之處。“要達(dá)到這樣的性能，我們必須著眼于研究高升阻比(L/D)與魯棒控制性能。熱管理是HTV-2存在的另一個技術(shù)問題。我們需要魯棒的能量管理，并且考慮經(jīng)濟(jì)可承受性。”
助推滑翔要解決的問題，還包括如何設(shè)計(jì)成能夠進(jìn)行空中和地面發(fā)射的武器。艾伯蘭德說，“質(zhì)量和體積的約束條件是不同的。以前全球打擊要求有很高的長細(xì)比;將來我們必須大力創(chuàng)新，在不要求高長細(xì)比情況下獲得高升阻比。”另外，“軌道再入速度更低，而且助推器問題可能更容易解決。全球打擊助推器存在的問題是還不能將運(yùn)載系統(tǒng)設(shè)計(jì)為能夠置飛行器于理想的滑翔起始點(diǎn)，我們必須讓飛行器按照與原來不同的彈道飛行。”
DARPA相信HTV-2的經(jīng)驗(yàn)將是有用的，“HTV-2提供了關(guān)鍵的技術(shù)知識，使我們能夠設(shè)計(jì)出未來可快速全球打擊的助推滑翔飛行器。我們?nèi)〉昧司薮蟮倪M(jìn)步，知道了我們要做什么樣的地面試驗(yàn)和飛行試驗(yàn)，才能設(shè)計(jì)出氣動和熱結(jié)構(gòu)”，艾伯蘭德表示，“由于地面試驗(yàn)的局限性，如果沒有飛行試驗(yàn)，我們無法學(xué)習(xí)到上述知識。我們知道了后續(xù)怎樣利用建模、仿真及地面試驗(yàn)，來為設(shè)計(jì)出成功的系統(tǒng)增加信心”。
