“黑燕”項(xiàng)目戛然而止

溫　杰

2008年10月13日，美國(guó)DARPA宣布，由于2009財(cái)年防務(wù)預(yù)算大幅削減了HTV－3X驗(yàn)證機(jī)的預(yù)算經(jīng)費(fèi)，迫不得已決定取消“黑燕”項(xiàng)目。令外界出乎意料的是，“黑燕”項(xiàng)目正式公開(kāi)僅僅半年時(shí)間，尚未啟動(dòng)就胎死腹中，這在DARPA創(chuàng)新歷程中十分罕見(jiàn)。究其原因，DARPA在高超聲速項(xiàng)目發(fā)展上忽視了技術(shù)現(xiàn)狀和作戰(zhàn)需求之間存在的差距，急于求成的做法引發(fā)了國(guó)會(huì)的強(qiáng)烈質(zhì)疑，最終結(jié)果是欲速則不達(dá)。

驗(yàn)證項(xiàng)目浮出水面

“黑燕”項(xiàng)目的起源可以追溯到9·11恐怖襲擊后的幾個(gè)月內(nèi)。當(dāng)時(shí)，布什政府重新調(diào)整了美國(guó)的安全戰(zhàn)略，決定將各種快速打擊手段提升為一項(xiàng)國(guó)家安全政策的重要措施。隨著“全球敏捷打擊”計(jì)劃正式出臺(tái)，DARPA在2003年初立足于近20年來(lái)在空天飛機(jī)研究取得的成果，著手啟動(dòng)一項(xiàng)新的研究計(jì)劃，不久以后就推出了“獵鷹”計(jì)劃。然而，政治和技術(shù)上所面臨的各種問(wèn)題，迫使美國(guó)防部必須更加務(wù)實(shí)、折衷地考慮各個(gè)方面。

為此，DARPA和美國(guó)空軍迫不得已將關(guān)注點(diǎn)集中到一種有動(dòng)力的高超聲速飛機(jī)上，于是“黑燕”項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生。DARPA與美國(guó)空軍合作，醞釀發(fā)展一種高超聲速巡航飛行器(HCV)概念的縮小型，衍變成為這樣一種概念：利用高超聲速飛機(jī)發(fā)起武力打擊。盡管這種方案不能達(dá)到HCV的飛行速度和飛行高度，但無(wú)需沿著彈道飛行，只是根據(jù)作戰(zhàn)需要駐扎在美國(guó)位于海外的空軍基地。2008年3月初，DARPA舉辦了一次內(nèi)部科技展，在高超聲速技術(shù)研究項(xiàng)目的展臺(tái)上，首次公開(kāi)了一種空天飛機(jī)的模型，并對(duì)外透露了有關(guān)“黑燕”項(xiàng)目的來(lái)龍去脈。

早在2004年，洛馬公司戰(zhàn)勝了波音公司，贏得了五角大樓的“獵鷹”計(jì)劃合同，由臭鼬工廠制造了一系列高超聲速技術(shù)飛行器(HTV)，根據(jù)不同試驗(yàn)任務(wù)分別編號(hào)為HTV-1、HTV-2和HTV-3驗(yàn)證機(jī)，旨在驗(yàn)證和試飛可重復(fù)使用的高超聲速飛機(jī)的相關(guān)技術(shù)。由于面臨諸多技術(shù)難題，“獵鷹”計(jì)劃的研制進(jìn)度一再推遲，于是DARPA決定不再實(shí)施HTV-3驗(yàn)證機(jī)的試飛工作，轉(zhuǎn)而提出直接研制一架有動(dòng)力的HTV-3X驗(yàn)證機(jī)，承擔(dān)起氣動(dòng)性能、熱防護(hù)系統(tǒng)和組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的驗(yàn)證任務(wù)。為了獲得更加充足的投資和相對(duì)寬裕的時(shí)間，DARPA將HTV-3X驗(yàn)證機(jī)納入一項(xiàng)獨(dú)立計(jì)劃，重新命名為“黑燕”項(xiàng)目。

美國(guó)國(guó)防部設(shè)想，“黑燕”的主要任務(wù)是在美國(guó)總統(tǒng)下達(dá)命令后4小時(shí)內(nèi)，實(shí)施情報(bào)、監(jiān)視和偵察或攻擊等任務(wù)，而且要確保不會(huì)被發(fā)現(xiàn)。的確，就目前的防御技術(shù)來(lái)看，該機(jī)借助于飛行速度和高度的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，在作戰(zhàn)使用中令對(duì)手難以匹敵。據(jù)美國(guó)空軍首席科學(xué)家馬克·劉易斯介紹，“黑燕”實(shí)際上是一種在大氣層內(nèi)飛行的高超聲速飛機(jī)，并不具備全球航程能力，只能在接近戰(zhàn)區(qū)或者在戰(zhàn)區(qū)內(nèi)的基地起飛，或許還需要空中加油，但是也面臨一個(gè)相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。

值得注意的是，DARPA有關(guān)人士在今年4月28日舉行的AIAA第15屆空間飛行器、高超聲速系統(tǒng)與技術(shù)國(guó)際會(huì)議上介紹，HTV-3X驗(yàn)證機(jī)將不會(huì)采用純粹的乘波機(jī)外形，而是一種更加細(xì)長(zhǎng)的構(gòu)型，以改善在跨聲速飛行時(shí)的性能。這一最新信息進(jìn)一步證實(shí)了DARPA近期公開(kāi)的HTV-3X想像圖，與傳說(shuō)中的“極光”幾乎是一脈相承。兩者之間的細(xì)微差異主要是超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)在截面形狀和燃料方面的不同所決定，充分體現(xiàn)了美國(guó)在高超聲速技術(shù)領(lǐng)域所取得的顯著進(jìn)展。

棘手問(wèn)題尚待解決

近年來(lái)，X43A驗(yàn)證機(jī)的試飛成功和X-51A驗(yàn)證機(jī)的蓄勢(shì)待發(fā)，充分表明了美國(guó)在雙模態(tài)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)取得了前所未有的突破，這也為“黑燕”在高空實(shí)現(xiàn)極速狂飆奠定了基礎(chǔ)。然而，就型號(hào)技術(shù)而言，目前能夠?qū)ⅰ昂谘唷蓖七M(jìn)到同溫層的發(fā)動(dòng)機(jī)尚未問(wèn)世，因此，“黑燕”順利實(shí)現(xiàn)起飛的前提是必須完全掌握較為成熟的組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。從工程研制來(lái)看，獲得高超聲速的最好方法是利用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)助推，但存在無(wú)法重復(fù)利用的問(wèn)題。因此，根據(jù)美國(guó)國(guó)防部的投資要求，吸氣式、高超聲速、基于渦輪的組合循環(huán)推進(jìn)系統(tǒng)明確無(wú)誤地成為了一架可重復(fù)使用的高超聲速飛機(jī)必備的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

為了能夠依靠自身的動(dòng)力實(shí)現(xiàn)起飛和著陸，“黑燕”將采用可以在高馬赫數(shù)下工作的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。于是，DARPA分別授予了羅羅公司和威廉姆斯國(guó)際公司一項(xiàng)合同，用于研制兩種不同的小型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，以滿(mǎn)足組合循環(huán)推進(jìn)系統(tǒng)的要求。在項(xiàng)目終止前，兩家公司已經(jīng)按照進(jìn)口直徑33厘米的尺寸要求，開(kāi)始發(fā)展各自的型號(hào)。相比之下，普惠·羅克達(dá)因公司已經(jīng)借助于X-51A驗(yàn)證計(jì)劃，在雙模態(tài)超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的研制和試驗(yàn)中已經(jīng)達(dá)到了應(yīng)用水準(zhǔn)，為“黑燕”項(xiàng)目的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

在“獵鷹”計(jì)劃中，洛馬公司還專(zhuān)門(mén)實(shí)施了一項(xiàng)“獵鷹組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)”(FaCET)子計(jì)劃，目的是通過(guò)地面試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證組合循環(huán)推進(jìn)系統(tǒng)之間的匹配工作，主要包括兩種發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換、進(jìn)氣道與超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)之間的匹配、共用噴管及噴氣對(duì)飛行器氣動(dòng)性能的影響等試驗(yàn)。這項(xiàng)計(jì)劃的一個(gè)重要內(nèi)容是驗(yàn)證三元進(jìn)氣道的性能。因此，與X-51A驗(yàn)證機(jī)采用二元楔形進(jìn)氣道來(lái)捕獲和壓縮進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流有所不同，“黑燕”采用三元流線(xiàn)型進(jìn)氣道，將氣流轉(zhuǎn)向推進(jìn)系統(tǒng)的軸線(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)是具有較低的重量、較小的迎風(fēng)面積和較高的壓力恢復(fù)，并能夠?qū)崿F(xiàn)飛行器與發(fā)動(dòng)機(jī)的一體化，從而獲得更有效的較高升阻比。

然而，“黑燕”在真正實(shí)現(xiàn)高超聲速飛行之前，還必須解決另一個(gè)非常棘手問(wèn)題，這就是如何應(yīng)對(duì)飛機(jī)在高超聲速飛行過(guò)程中產(chǎn)生的高溫，防止機(jī)體結(jié)構(gòu)材料在高溫下過(guò)早失效。因此，對(duì)于機(jī)體結(jié)構(gòu)中溫度最高的地方，必須在金屬結(jié)構(gòu)的外面覆蓋一層陶瓷復(fù)合材料，以提供必要的熱防護(hù)。從想像圖中可以看出，“黑燕”通體黑亮，全身上下緊裹了一身“外衣”。這身披掛是由碳碳復(fù)合材料制成的一種多層絕緣材料，用于防止金屬結(jié)構(gòu)在高溫、高壓環(huán)境下出現(xiàn)變形或燒毀，以便實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的續(xù)航飛行。

此外，“黑燕”項(xiàng)目所面臨的技術(shù)問(wèn)題還涉及到情報(bào)信息作戰(zhàn)。傳感器和通信系統(tǒng)是否可以在高超聲速飛行所產(chǎn)生的高溫條件下正常工作，成為“黑燕”能否投入作戰(zhàn)使用的一個(gè)關(guān)鍵。比如當(dāng)飛機(jī)持續(xù)穿越太空時(shí)，外部產(chǎn)生的等離子層是否會(huì)影響到GPS信號(hào)的接收?如何發(fā)送遙感信息?如果在高速飛行，怎樣迅速抓拍一幅圖像并將數(shù)據(jù)發(fā)回到地面?這些問(wèn)題的答案都將是肯定的——不會(huì)輕而易舉地實(shí)現(xiàn)，解決過(guò)程絕非一蹴而就。

研制發(fā)展面臨質(zhì)疑

面對(duì)上述諸多棘手問(wèn)題，就連倡議者們也承認(rèn)，“黑燕”項(xiàng)目從研制、試飛到制造、維護(hù)所需投資極其高昂，這有可能會(huì)影響其在戰(zhàn)場(chǎng)上的廣泛使用。正因如此，DARPA與美國(guó)空軍在2007年9月簽署了諒

解備忘錄，計(jì)劃在五六年時(shí)間內(nèi)共同承擔(dān)研制“黑燕”所需的大約8億美元經(jīng)費(fèi)。然而，DARPA極力推動(dòng)高超聲速項(xiàng)目發(fā)展的“良苦用心”似乎有些時(shí)過(guò)境遷，遭到來(lái)自各方的強(qiáng)烈質(zhì)疑，面臨著無(wú)果而終的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

首先，五角大樓在武器采購(gòu)預(yù)算上已經(jīng)感到捉襟見(jiàn)肘，因此有關(guān)方面對(duì)于“黑燕”項(xiàng)目的發(fā)展應(yīng)用表示難以理解。美國(guó)國(guó)防信息中心的分析人員認(rèn)為，當(dāng)前對(duì)于如何使用“黑燕”、是否可能會(huì)有更加有效的替代選擇方案等一系列問(wèn)題仍不清楚，質(zhì)疑花費(fèi)上億美元來(lái)制造一種高超聲速飛機(jī)的理由，如果只是打擊恐怖分子首領(lǐng)這種特殊目標(biāo)，未免有些得不償失。再說(shuō)，從發(fā)現(xiàn)可疑目標(biāo)到完成敏捷打擊，短短的1小時(shí)之內(nèi)，現(xiàn)有的情報(bào)系統(tǒng)似乎還難以完成潛在目標(biāo)的評(píng)估和決策。

來(lái)自美國(guó)國(guó)會(huì)的消息則更加不利。2008年5月，參議院武裝部隊(duì)委員會(huì)通過(guò)表決投票，將DARPA提出的7000萬(wàn)美元的“黑燕”項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)削減到1000萬(wàn)美元。議員們質(zhì)疑防務(wù)承包商是否能夠在短期內(nèi)克服“黑燕”項(xiàng)目面臨的各種技術(shù)障礙，同時(shí)認(rèn)為，與研制高超聲速導(dǎo)彈的可行性相比，“黑燕”可能并不會(huì)提供一種獨(dú)一無(wú)二的性能和作戰(zhàn)效能。因此，國(guó)會(huì)最后得出的結(jié)論是，當(dāng)前美國(guó)在高超聲速領(lǐng)域的技術(shù)研究尚未成熟，DARPA急于在2009年啟動(dòng)“黑燕”項(xiàng)目并不是一個(gè)合適的時(shí)間。

對(duì)此，“黑燕”項(xiàng)目的支持者們則表示不解，他們懷疑目前建議的削減和推遲完全出于國(guó)防經(jīng)費(fèi)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，不只是在戰(zhàn)略層面上存在的不同意見(jiàn)。劉易斯希望批評(píng)家們認(rèn)真地考慮一下，并表示，如果只是針對(duì)本·拉登，投入巨資發(fā)展“黑燕”可能是會(huì)浪費(fèi)有限的國(guó)防經(jīng)費(fèi)，但這種飛機(jī)是專(zhuān)門(mén)為打擊高價(jià)值目標(biāo)而發(fā)展的，而這些且標(biāo)在戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)方面的作用是難以用金錢(qián)衡量的。

然而，令劉易斯等人極其失望的是，美國(guó)國(guó)會(huì)將DARPA提出的2009財(cái)年預(yù)算申請(qǐng)從7000萬(wàn)美元削減到1000萬(wàn)美元，并取消了美國(guó)空軍申請(qǐng)的5000萬(wàn)美元。結(jié)果，“黑燕”項(xiàng)目的預(yù)算從原計(jì)劃的1.2億美元驟然削減到1000萬(wàn)美元，這對(duì)于HTV-3X驗(yàn)證機(jī)的發(fā)展工作來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直就是杯水車(chē)薪。萬(wàn)般無(wú)奈之下，DARPA發(fā)表了一份聲明，宣布取消“黑燕”項(xiàng)目。

責(zé)任編輯：思空