【行業(yè)動態(tài)】NASAX-43D設(shè)計時速可達15馬赫工程師警告：飛行中機身會直接熔化

導(dǎo)讀：據(jù)nationalsecurityjournal網(wǎng)站5月9日報道，NASA曾規(guī)劃X-43D高超音速試驗機，設(shè)計極速接近15馬赫，約合每小時11000英里；采用氫燃料超燃沖壓發(fā)動機，計劃僅維持30秒動力飛行，隨后滑翔墜海。

波音與NASA蘭利研究中心聯(lián)合開展的可行性研究警示：15馬赫極端熱載荷下，發(fā)動機進氣道與機身前緣會在飛行中直接熔化，必須配備主動冷卻系統(tǒng)才能勉強運行。

該項目最終止步于可行性研究，未進入實機研制。二十年后，美國DARPA吸氣式高超音速武器項目（HAWC）、空軍高超音速攻擊巡航導(dǎo)彈（HACM）項目，正接續(xù)X-43D的技術(shù)路線繼續(xù)推進。

X-43D：瞄準(zhǔn)15馬赫的高超音速構(gòu)想

高超音速一般定義為5馬赫以上。15馬赫受高度與大氣條件影響，時速約11000英里，熱環(huán)境極其嚴(yán)酷。

X-43D誕生于21世紀(jì)初，是NASAX-43A“高超-X”項目的后續(xù)型號。X-43A已創(chuàng)下吸氣式飛行器近10馬赫的飛行紀(jì)錄，X-43D則計劃進一步把工作區(qū)間拓展至12–15馬赫。

項目核心目標(biāo)：采集高馬赫飛行環(huán)境與發(fā)動機工作特性實測數(shù)據(jù)——這類數(shù)據(jù)很難甚至無法在地面試驗中獲得。

X-43系列源于上世紀(jì)90年代NASA高超音速研究計劃，背景是美國國家空天飛機計劃下馬后，業(yè)界希望驗證超燃沖壓發(fā)動機真實飛行可行性。

與火箭不同，超燃沖壓發(fā)動機利用大氣氧氣、無需自帶氧化劑，理論上可實現(xiàn)更快、更經(jīng)濟的大氣層及近空間高速飛行。

X-43A為小型無升力體試驗機，由B-52掛載、飛馬火箭助推發(fā)射，抵達極高高度和速度后，點燃?xì)淙剂铣紱_壓發(fā)動機，僅工作數(shù)秒便滑翔墜入太平洋。

2001年X-43A首次試飛失敗，助推火箭失控，為安全被迫自毀；后續(xù)兩次試飛取得成功；2004年3月：約9.5萬英尺高度，速度近7馬赫，刷新吸氣式飛行器速度紀(jì)錄；2004年11月：約10.9萬英尺高度，速度約9.6馬赫，折合時速約7000英里，至今仍是全球最快吸氣式飛行器。

NASA評價10馬赫級任務(wù)高風(fēng)險、高價值，而X-43D目標(biāo)把速度上限再大幅拉高。

可行性研究顯示：X-43D外形與X-43D大體相近，但熱環(huán)境嚴(yán)苛得多。工程師擔(dān)憂，15馬赫下總溫限制將成為難以逾越的瓶頸，尤其是進氣道和前緣結(jié)構(gòu)，必須依靠主動冷卻才能避免熔融損毀。

即便是速度更低的X-43A，當(dāng)時也已遭遇嚴(yán)重氣動加熱，不得不通過在發(fā)動機和機身結(jié)構(gòu)內(nèi)部循環(huán)水冷，為高溫表面降溫。

項目最終夭折

X-43D原計劃2005財年啟動、歷時約四年研發(fā)，隨后開展三次間隔約一年的試飛；采用氫燃料超燃沖壓發(fā)動機，目標(biāo)實現(xiàn)15馬赫下約30秒動力續(xù)航。

但項目始終沒有進入正式研發(fā)階段?？尚行匝芯恳蔡寡晕磥斫?jīng)費存在不確定性，X-43A的成功對NASA高超音速后續(xù)項目的長遠(yuǎn)影響尚不明確。同期NASAX-43C型號也因機構(gòu)重組、預(yù)算優(yōu)先級調(diào)整被無限擱置。

超燃沖壓技術(shù)走向?qū)嵱没?/b>

雖然X-43D從未上天，但其涉及的超燃沖壓推進、熱防護、制導(dǎo)穩(wěn)定性、高速機動等核心難題，仍是當(dāng)下美、中、俄高超音速研發(fā)的核心焦點。相關(guān)技術(shù)持續(xù)迭代，逐步具備工程落地條件。

美國現(xiàn)有項目大量繼承早期超燃沖壓驗證機成果：DARPAHAWC：重點研發(fā)可長時間巡航的超燃沖壓吸氣式高超音速武器；美國空軍HACM高超音速攻擊巡航導(dǎo)彈，直接承襲前代技術(shù)積累。

相關(guān)技術(shù)也從純試驗走向裝備化：2024年9月，美國防務(wù)企業(yè)Kratos宣布“厄里倪厄斯”可復(fù)用高超音速發(fā)動機地面試車成功，該超燃沖壓動力面向未來高速無人機與打擊平臺。

美軍HACM等項目也穩(wěn)步推進列裝，二十年前難以實現(xiàn)的技術(shù)，如今已臨近實戰(zhàn)部署。

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