“黑鳥之子”初露端倪

溫杰

20世紀(jì)90年代中期，洛克希德公司研制的SR-71“黑鳥”戰(zhàn)略偵察機(jī)從美國空軍功成身退。其后近20年時間里，盡管“極光”（Aurora）神秘飛行器的存在傳聞一直不絕于耳，但具有更高飛行速度的SR-71后繼機(jī)并未出現(xiàn)。為此，外界對于這種新型平臺何時問世一直保持濃厚興趣。

近日，洛克希德·馬丁公司下屬的臭鼬工廠陸續(xù)向外界披露了SR-72無人駕駛偵察機(jī)的設(shè)計方案，表示已經(jīng)基本突破了所需關(guān)鍵技術(shù)，將有可能發(fā)展出一種具備情報、監(jiān)視與偵察（ISR）能力的高超音速平臺，兼具高速打擊角色。一時間，初露端倪的“黑鳥之子”（Son of BlackBird）產(chǎn)生了強(qiáng)烈反響，在各國防務(wù)層面引發(fā)極大關(guān)注。

軍事需求催生

SR-72項目的起源可以追溯到十年前。自從美國遭受9.11恐怖襲擊后，五角大樓提出發(fā)展“全球快速打擊”（PGS）能力，目的是能在一個小時內(nèi)打擊世界上的任何一個目標(biāo)。2003年6月17日，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）正式出臺了“從美國本土發(fā)射和實施武力”（FALCON）的計劃，簡稱“獵鷹”計劃。

通過更加務(wù)實地考慮各種因素，DARPA和美國空軍將關(guān)注點集中到有動力的高超音速飛行器上。與此同時，NASA在2004年決定將研究方向重新集中于太空，為此幾乎取消了全部高超音速研究，包括正在實施的X-43C組合循環(huán)推進(jìn)系統(tǒng)驗證機(jī)。

在這一背景下，DARPA考慮將組合循環(huán)推進(jìn)系統(tǒng)的研究內(nèi)容納入到“獵鷹”計劃下的高超音速技術(shù)飛行器（HTV）項目中，研制一架有動力的HTV-3X驗證機(jī)。于是，“黑燕”（Blacks-wift）項目應(yīng)運而生。但該項目生不逢時，不到一年時間就因經(jīng)費不足被迫中止，使得原本準(zhǔn)備突破高速渦輪噴氣發(fā)動機(jī)技術(shù)的美好設(shè)想化為烏有。

目前，美國雖然廣泛采用了偵察衛(wèi)星、亞音速偵察機(jī)和無人駕駛偵察機(jī)等多種裝備，但在拒止區(qū)域或?qū)箍沼騼?nèi)面臨的潛在危險日益增加，因為許多國家部署了更加嚴(yán)密的防空系統(tǒng)，掌握了有關(guān)衛(wèi)星的軌道運轉(zhuǎn)規(guī)律。因此，美國國防部的防務(wù)規(guī)劃人員逐漸意識到當(dāng)前快速反應(yīng)情報領(lǐng)域已經(jīng)暴露出許多問題。

美國空軍對于高速ISR能力存在著迫切的軍事需求，為此出臺了著眼長遠(yuǎn)的《高超音速路線圖》，直接推動了洛馬公司自行投入巨資，力求攻克高超音速平臺一直面臨的瓶頸。SR-72項目主要用于填補(bǔ)當(dāng)前美國國防部在情報偵察方面暴露出的空白，同時，武裝型高速ISR平臺還有能力在敵方目標(biāo)躲藏起來之前，對其發(fā)起迅雷不及掩耳的攻擊。

從作戰(zhàn)使用來看，在高空以馬赫數(shù)6高速突破防御的飛行器具備更強(qiáng)的生存能力，甚至超過了隱身的作用。

盡管“黑燕”項目胎死腹中，但臭鼬工廠還是取得了幾項關(guān)鍵技術(shù)突破，只是此前秘而不宣。研制人員通過大量風(fēng)洞試驗，優(yōu)化出一種飛機(jī)總體構(gòu)型，整個飛行過程完全可控，并保持穩(wěn)定的飛行狀態(tài)。更重要的是，臭鼬工廠通過與航空噴氣·羅克達(dá)因公司（Aerojet Rocket-dyne）長期合作，找到將渦噴發(fā)動機(jī)與超燃沖壓發(fā)動機(jī)整合為一體的方法，可以推動飛行器從靜止?fàn)顟B(tài)加速到馬赫數(shù)6。核心技術(shù)終獲突破

當(dāng)前，采用渦輪基組合循環(huán)（TBCC）推進(jìn)系統(tǒng)的高超音速飛行器在發(fā)展過程中面臨一個難以逾越的“推力鴻溝”，即現(xiàn)有的渦噴發(fā)動機(jī)一般在馬赫數(shù)2.5以下可以穩(wěn)定工作，而沖壓發(fā)動機(jī)/超燃沖壓發(fā)動機(jī)正常工作的飛行速度至少在馬赫數(shù)3.5-4.0范圍內(nèi)，二者之間存在一個馬赫數(shù)3左右的接力速度區(qū)，一直困擾著各國研究人員。

此前，美國空軍研究實驗室也在實施一項“高速渦輪發(fā)動機(jī)驗證”（HiSTED）計劃，希望研制出一種以TBCC方式工作、能使飛行器速度達(dá)到馬赫數(shù)4的小型渦噴發(fā)動機(jī)，但一直難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)?？梢?，在馬赫數(shù)4下正常工作的渦噴發(fā)動機(jī)成為亟待解決的技術(shù)難點。

雖然面對媒體，臭鼬工廠對于跨越“推力鴻溝”的具體方法三緘其口，但是近年來，臭鼬工廠與一些推進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域的知名公司之間的密切合作，還是透露出一些有價值的信息。十年前，臭鼬工廠根據(jù)“時敏目標(biāo)遠(yuǎn)程打擊創(chuàng)新方法”（RATTLRS）項目的需要，曾與羅羅公司剛剛創(chuàng)建的北美先進(jìn)技術(shù)公司聯(lián)手，力求發(fā)展出一種彈用渦噴發(fā)動機(jī)，無需加力燃燒室就可以將導(dǎo)彈的巡航速度推進(jìn)到馬赫數(shù)3.0以上。從數(shù)年前公開展出的樣機(jī)來看，這種新型發(fā)動機(jī)性能出眾、使用靈活。

七年前，臭鼬工廠又與羅克達(dá)因公司攜手，深入研究TBCC推進(jìn)系統(tǒng)正常工作所需解決的一些關(guān)鍵問題。特別值得關(guān)注的是，航空噴氣公司在2013年初正式收購羅克達(dá)因公司后，開始參與相關(guān)研究工作。此前，航空噴氣公司曾提出過一種增強(qiáng)型火箭引射式?jīng)_壓發(fā)動機(jī)方案，將其作為第三臺發(fā)動機(jī)，起到銜接超燃沖壓發(fā)動機(jī)接力速度的作用。

最終，兩家公司合作實現(xiàn)了突破，通過修改沖壓發(fā)動機(jī)的局部設(shè)計來降低起動速度，以適應(yīng)一個更低的接力速度，這樣就可以直接利用類似F100/F110一級的現(xiàn)役戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)作為初始動力。這是讓高超音速飛行器能夠在近期投入實際使用的關(guān)鍵措施，并具備可接受的成本。

截至目前，臭鼬工廠并未發(fā)明任何新技術(shù)，而是充分利用了現(xiàn)有技術(shù)加以整合。最新報道表明，臭鼬工廠還通過各種措施來提高現(xiàn)役渦噴發(fā)動機(jī)的推力。其中包括各種預(yù)冷卻方法，即向壓氣機(jī)內(nèi)噴射大量冷卻液來提高性能。其它增加發(fā)動機(jī)推力的思路包括“超級燃燒室”（hyperburner）——在推進(jìn)系統(tǒng)起動時作為加力燃燒室，隨著馬赫數(shù)的逐漸增加，在過渡階段則作為沖壓發(fā)動機(jī)。

雖然推力增加原理的相關(guān)細(xì)節(jié)仍處于保密狀態(tài)，但成功地實現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換的大部分設(shè)計集中于進(jìn)氣道。近年來，研制人員在“獵鷹組合循環(huán)發(fā)動機(jī)技術(shù)”（Facet）計劃實施過程中，通過采用一體化設(shè)計，讓小型高馬赫數(shù)渦噴發(fā)動機(jī)與雙模式?jīng)_壓/超燃沖壓發(fā)動機(jī)共享一個軸對稱進(jìn)氣道和一個尾噴管，通過調(diào)整進(jìn)口面積和出口面積來滿足兩種發(fā)動機(jī)的熱力循環(huán)要求，保持二者的增壓系統(tǒng)都能穩(wěn)定工作，從而讓TBCC推進(jìn)系統(tǒng)步入實用化。endprint

總體設(shè)計強(qiáng)調(diào)高速

在第五代戰(zhàn)斗機(jī)力求將各種隱身技術(shù)集于一身的時候，臭鼬工廠副總裁阿爾·羅米格則強(qiáng)調(diào)“速度是新的隱身手段”。SR-72更多地考慮了空氣動力和推進(jìn)系統(tǒng)的要求，并未過多突出外形隱身。

SR-72在氣動設(shè)計上采用了脊?fàn)顧C(jī)身，與大后掠三角翼融為一體，向后延伸到大約一半時形成了駝背式機(jī)身。脊?fàn)顦?gòu)型和三角翼均用于增加方向穩(wěn)定性，以及在較高巡航速度下獲得更大的升力。在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道的外側(cè)，機(jī)翼前緣突然彎折，然后延伸到梯形機(jī)翼，構(gòu)成了曲柄狀機(jī)翼前緣，由此形成了類似鋸齒的前緣角，可以提供渦升力，有助于實現(xiàn)低速飛行。

SR-72的前體形狀設(shè)計為在高速狀態(tài)下實現(xiàn)進(jìn)氣道預(yù)壓縮，但是沒有采用X-51A驗證機(jī)的乘波構(gòu)型。臭鼬工廠并不熱衷采用乘波構(gòu)型，因為研究發(fā)現(xiàn)，使用乘波構(gòu)型需要付出的代價是必須始終處于巡航狀態(tài)，只能攜帶很少的燃料，卻具有較高的跨音速阻力，并且難以正常起飛和著陸。

SR-72安裝在機(jī)身內(nèi)部的發(fā)動機(jī)艙顯示其承襲了HTV-3X的組合循環(huán)發(fā)動機(jī)構(gòu)型，集成了內(nèi)彎式渦噴一沖壓發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣道。與HTV-3X方案相比，該機(jī)的一個不同之處在于，只能使用小型渦噴發(fā)動機(jī)，以實現(xiàn)低阻設(shè)計。這樣，利用戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)動機(jī)，可以更容易地實現(xiàn)加速。同樣重要的是，通過一個共同的進(jìn)氣道和尾噴管，顯著降低了進(jìn)氣道溢流阻力和噴管底部阻力。

據(jù)報道，洛馬公司已經(jīng)準(zhǔn)備不久后啟動SR-72項目，預(yù)計在2030年投入使用。SR-72采用雙發(fā)設(shè)計，長度超過30，48米，以馬赫數(shù)6巡航飛行。與SR-71相比，該機(jī)在尺寸上基本相當(dāng)，具有同樣的航程，但是最大速度增加了一倍，并且具有攻擊目標(biāo)的能力。

穩(wěn)妥起見，臭鼬工廠考慮首先研制一種可選有人駕駛的飛行研究機(jī)（FRV），長約18.29米，與F-22戰(zhàn)斗機(jī)大致相當(dāng)，采用一臺全尺寸發(fā)動機(jī)，可以在馬赫數(shù)6的速度下持續(xù)飛行數(shù)分鐘。一旦完成其基本的驗證角色，F(xiàn)RV將成為發(fā)展各項高速ISR技術(shù)的一個試驗平臺，并用于測試SR-72的機(jī)載武器、航電設(shè)備和數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。根據(jù)計劃，F(xiàn)RV將在2018年開始研制，2023年實現(xiàn)首飛。這個時間表取決于DARPA/美國空軍啟動的高速打擊武器（HSSW）的研制進(jìn)度，同時還與美國空軍高超音速路線圖相吻合。

目前來看，SR-72項目還處于關(guān)鍵技術(shù)驗證階段，距離型號項目發(fā)展尚需時日，還不足以構(gòu)成現(xiàn)實威脅。僅從波音公司X-51A驗證機(jī)在幾年試飛過程中遭遇的一波三折就可以預(yù)測，F(xiàn)RV驗證機(jī)的飛行試驗絕對不會一帆風(fēng)順。

項目公開耐人尋味

令外界頗感意外的是，臭鼬工廠突然公開了秘密實施多年的SR-72項目，通過媒體賺足了眼球，與以往百般遮掩“黑項目”的行事作風(fēng)大相徑庭。這樣做的背后到底存在何種目的？按照洛馬的說法，“考慮到HSSW項目正在穩(wěn)步向前推進(jìn)，現(xiàn)在是承認(rèn)存在SR-72項目的時候了”。然而，這一官方說辭的背后很可能隱藏著其它動機(jī)。

首先，臭鼬工廠正在極力爭取獲得美國政府的預(yù)算支持。SR-72項目的首要任務(wù)是突破高馬赫數(shù)渦噴發(fā)動機(jī)的技術(shù)瓶頸，下一步工作將推進(jìn)到關(guān)鍵技術(shù)測試與驗證階段，預(yù)計需要三年時間，期間所需費用可能會是一個天文數(shù)字，洛馬公司急需獲得美國國會的大力支持，如能將其列入到政府投資計劃中，便可從DARPA或美國空軍獲得更多的研制經(jīng)費。

令洛馬公司略感失望的是，美國空軍參謀長馬克，威爾士上將在11月13日接受媒體采訪時，對SR-72概念不置可否。他承認(rèn)，高超音速能力對空軍而言大有裨益，但是并未對洛馬公司官員談及SR-72項目的任何內(nèi)容，也未評論美國空軍是否對這種高超音速平臺感興趣。外界推測，如果美國空軍決定發(fā)展這種能力，可能會集中力量研制高超音速導(dǎo)彈一類的武器系統(tǒng)，而不是高超音速飛機(jī)。

其次，洛馬公司臭鼬工廠不遺余力地凸顯SR-72的獨特性能，契合了美國戰(zhàn)略重心轉(zhuǎn)向太平洋的需要，在一定程度上起到了戰(zhàn)略威懾的作用。

近年來，美國國防部一直在尋求全新的戰(zhàn)略威懾手段，準(zhǔn)備以常規(guī)武器取代核武器，在一小時內(nèi)對全球目標(biāo)實施打擊。如果美國國防部能在10年左右將超燃沖壓發(fā)動機(jī)應(yīng)用到武器型號項目中，那么，稍瞬即至的高超音速巡航導(dǎo)彈一旦發(fā)起迅雷不及掩耳的攻擊，其所具有的威力和震撼絕對不亞于核武器，將給未來戰(zhàn)場帶來新的威懾，不容小視。

冷戰(zhàn)時期，美國就通過秘密研制和裝備SR-71偵察機(jī)，迫使蘇聯(lián)不得不陷入疲于應(yīng)對的局面，一方面積極研制和部署更大射程的地空導(dǎo)彈，另一方面加快生產(chǎn)和裝備米格-31高空截?fù)魴C(jī)。

時至今日，美國國防部似乎故伎重演，在面對俄羅斯這一強(qiáng)硬對手和中國不斷增強(qiáng)軍事實力的情況下，默許SR-72項目公之于眾，意在借助臭鼬工廠在高超音速關(guān)鍵技術(shù)上的突破，炫耀技術(shù)優(yōu)勢，挑起軍備競賽，迫使對手被動地采取各種應(yīng)對措施，消耗掉大量經(jīng)費，達(dá)到牽制對手的目的。

因此，“黑鳥之子”無論是真的如期降生并在各國上空來去自如，還是依然無法掙脫高超音速桎梏的“襁褓”，最后夭折，目前都還是一個未知數(shù)。但是，美國鍥而不舍地研究和發(fā)展高超音速武器的努力已經(jīng)令世界矚目，勢必對未來產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。endprint