8月6日，美国航空航天公司Hermeus宣布签署了美国空军创新计划AFWERX的合同，为美空军开发巡航速度达5马赫的飞机，以“支持总统和行政空运机队”。
这一速度大约比现已退役的协和式飞机快三倍，意味着纽约到伦敦7小时的旅行时间缩短到90分钟。
高超声速飞机能让伦敦-纽约以及纽约-巴黎的旅行时间缩短到一个半小时（图源：Hermeus公司官网）
高超声速飞行器（Hypersonic Vehicle）
高超声速飞行器是指飞行速度超过5倍声速的飞机、导弹、炮弹之类的有翼或无翼飞行器，具有突防成功率高的特点，有着巨大的军事价值和潜在的经济价值。
困难重重的第三次动力革命之路
高超声速飞机采用的超声速冲压发动机被普遍认为是继螺旋桨和喷气推进之后的“第三次动力革命”。高超声速飞机除了速度优势外，还具有轨迹复杂的特点，令拦截更加困难。但高超声速飞机研制过程中存在着技术门槛高，研制难度大、资金和人才短缺等诸多问题。
发动机研发困难
要将在大气层内飞行的速度提高到5倍声速以上，冲压发动机必须利用超声速气流燃烧燃料。虽然超声速冲压发动机进气口形状特殊，能减缓吸入气流的速度，但无法将气流的速度降低至亚声速，因此带来一个大难题：将冲压发动机吸入的超声速气流并且在超声速气流中点燃燃料，其难度无异于“在龙卷风中点燃一根火柴”。
目前冲压发动机也就在一些导弹技术上得以实现。美国的SR-71侦察机也只是使用两台普惠J-58-1变循环发动机，无法进行高超声速飞行。
气动控制难度大
目前，人类对高超声速高空飞行过程中复杂气流场的分析与预测，以及大空域和宽马赫数下的飞行控制还知之甚少。需要进行大量的高速风洞测试，计算机模拟，更需要进行实际飞行测试，技术难度和研发风险都非常大，这就需要模拟高超声速的风洞实验室和实体飞行器，两者本身就是高门槛。
防过热系统和结构设计困难
由于高超声速飞机要进行5倍声速以上的飞行，即使飞行高度在空气稀薄的高空，气动过热现象仍然非常严重。因此，为了保证飞行过程中飞机的安全，需要使用耐高温、耐氧化、结构强度高的先进航空材料，同时要精心设计飞机的气动外形和壳体工艺。此外高超声速飞机在高温高压条件下密封和连接技术、隔热耐热透波的一体化材料以及制造工艺，同样是热防护系统要面临的巨大挑战。
资金和人才短缺等挑战
以Hermeus公司为例，该公司曾在2019年5月宣布成功完成种子轮融资，但未披露具体数额，推测可能金额并不多，主要用于高超声速推进系统的研发和测试工作。仅2020年3月的试验就已经花费了百万美元量级的经费。最近密集披露试验进展可能也是出于融资压力。Hermeus创业团队急需扩大研发团队规模，并计划今年内从当前的8人扩大到近30人。
服务政治高层，却“意在沛公”
此次Hermeus公布的高超声速飞机研制计划总预算达150亿美元。这款高超声速客机的载客量就在9至19人之间，其主要作用是运输高级政客和重要人物。
据了解，Hermeus一直专注于高超声速客机的研发。在与美国空军签订合同之前，该公司已经在9个月内设计、制造并成功测试了一款支持5马赫飞行的发动机样机，并今年2月初的时候，进行了首次测试。目前装载这一发动机的样机交付日期尚未公布，但据报道，Hermeus正在“准备测试计划，以减少与这些修改相关的技术风险，以支持美国空军的要求。”
不难看出，美国着手研发高超声速飞机的深远目标是为美军进一步研发高超声速武器打下良好的基础。在世界各国都大力研发高超声速武器的背景下，美国显然也不甘落后，想要保持着这方面的领先地位。
美高超声速武器的“一篮子”计划
今年5月，在美国国防部例行发布会上，美国防部负责采购和维护的副部长艾伦·罗德（Ellen M. Lord）表示，超声速和反超声速仍然是国防部优先级最高的技术改进项目之一。
Ellen M. Lord
“ 我们要继续加速开发海基、路基与空基的高超声速武器研发，并发展防御对手高超声速武器的能力，以确保我们未来几十年能够继续主宰战场。”
目前美国海军、陆军、空军和美国国防高级研究计划局（DARPA）都在开展相关项目，大力推进高超声速武器的研发。根据janes.com，目前美国已经部署了十大高超声速武器研究计划（截至2020年6月底）：
01 、战术助推滑翔器（TBG）
研发组织：美国国防部高级研究计划局（DARPA）
技术类型：助推滑翔
平台性质：试验平台，供科研使用
计划时间：测试将持续至2021年
02 、高超声速吸气式武器概念（HAWC）
研发组织：美国国防部高级研究计划局（DARPA）
技术类型：吸气式
平台性质：试验平台，供科研使用
计划时间：2020年完成飞行测试，2021年完成项目最终审核
美国X-51A试验型高超声速飞行器
03 、高超声速常规打击武器（HCSW）
研发组织：美国空军
技术类型：助推滑翔
平台性质：空基
计划时间：2020年3月取消
04 、AGM-183A空射快速反应武器（ARRW）
研发组织：美国空军
技术类型：助推滑翔
平台性质：空基
计划时间：2021年9月达到初始作战能力（IOC）
装载在B-52轰炸机上进行试验的ARRW
05 、未来高超声速武器计划（Future Hypersonics Program）
研发组织：美国空军
技术类型：吸气式
平台性质：空基计划时间：初步设计审核不晚于2021年第四季度
06 、常规快速打击计划（CPS）
研发组织：美国海军
技术类型：助推滑翔
平台性质：潜艇
计划时间：2028财年达到初始作战能力（IOC）
07 、远程高超声速武器（LRHW）
研发组织：美国陆军
技术类型：助推滑翔
平台性质：陆基
计划时间：2021年开始飞行测试
08 、作战火力（OpFires）
研发组织：美国国防部高级研究计划局/美国陆军
技术类型：助推滑翔
平台性质：陆基
计划时间：2020年第三季度完成初步设计审核，2022财年第二季度到2023财年第一/第二季度进行第三阶段飞行测试
09 、滑翔破坏者（Glide Breaker）
研发组织：美国国防部高级研究计划局技术类型：高超声速拦截器平台性质：未公开计划时间：研究开发测试与评估于2021年完成
10 、区域高超声速滑翔段拦截器（RPWS）
研发组织：美国导弹防卫局
技术类型：高超声速拦截器
平台性质：未公开
计划时间：2020年1月发出征求建议书草案。
多国竞赛的航空科技热点领域
近年来，高超声速飞行器成为了各国竞相研发的热点，包括俄罗斯、法国、英国等国在内都推出了相关计划。
俄罗斯
俄罗斯米格飞机制造集团正在研制的远程高速截击机项目称为米格-41，又称“未来远程截击系统”（PAK DP）。根据俄罗斯的计划，米格-41将会在米格-31的基础上进行全新的升级，除了武器和航电系统，最大的亮点就在于米格-41的速度将提升到4马赫，有可能还会达到5马赫。
按照目前俄罗斯相关方面的规划，该机不仅配有适用于北极地区的全新技术装备，而且作战半径很大，可挂载大量武器弹药，包括多功能远程导弹拦截系统（MPKR DP）以及反导激光武器。同时，它还可以开发成为无人驾驶飞机。该机将于2028年作为米格-31的后继机型开始服役。
法国
据外媒2019年1月报道，法国国防部长弗洛朗丝帕利发表声明称，法国决定发起一项高超声速武器计划，将在2021年底之前第一次试飞高超声速飞机。
帕利表示，法国研制的高超声速飞机将能够以超过6000公里/小时的速度飞行。帕利强调，现在许多国家都配备了高超声速武器，法国“不能再坐等了”。
英国
美媒2019年9月报道称，英国正推进研发高超声速武器的计划，计划研制高超声速战机。英国正计划将上世纪90年代欧洲战斗机公司生产的“台风”战斗机上的喷气发动机（2马赫）改造成速度可达5马赫或更快的高超声速发动机。
英国空军副参谋长西蒙·罗谢尔说：“我们正与其他人合作，看看能否在4年内拥有5马赫的能力。”
澳大利亚
早在2016年，澳大利亚就公布了高超声速概念机“对跖点”研制计划；2018年，美澳联合开发了澳大利亚超燃冲压发动机项目HIFiRE，并由昆士兰大学的科学家和工程师设计和制造。
印度
2019年6月，印度国防和发展组织（DRDO）自主研发的“高超声速技术验证机”（HSTDV）项目完成首次试射。此次试验旨在验证超燃冲压发动机技术验证机的短时自主飞行和导航、热防护等关键技术，设计指标是实现6马赫速度下的带动力飞行速度，并在20秒内升至32.5千米高度。尽管印度官方未公布结果，但据印度多家媒体报道，此次试验未达到预期的技术验证目标。
可见全球各国都在争取能成为“第三次动力革命”中的“先头部队”。然而正如上文所言，融资困难、人才短缺、技术风险尚未见底……这几乎是许多高超声速飞机研发团队都会遇到的问题，在社会经济深受疫情影响的今天，高超声速飞机未来的研发成果究竟如何犹未可知，我们不妨持续关注，拭目以待。
8月6日，美国航空航天公司Hermeus宣布签署了美国空军创新计划AFWERX的合同，为美空军开发巡航速度达5马赫的飞机，以“支持总统和行政空运机队”。
这一速度大约比现已退役的协和式飞机快三倍，意味着纽约到伦敦7小时的旅行时间缩短到90分钟。
高超声速飞机能让伦敦-纽约以及纽约-巴黎的旅行时间缩短到一个半小时（图源：Hermeus公司官网）
高超声速飞行器（Hypersonic Vehicle）
高超声速飞行器是指飞行速度超过5倍声速的飞机、导弹、炮弹之类的有翼或无翼飞行器，具有突防成功率高的特点，有着巨大的军事价值和潜在的经济价值。
困难重重的第三次动力革命之路
高超声速飞机采用的超声速冲压发动机被普遍认为是继螺旋桨和喷气推进之后的“第三次动力革命”。高超声速飞机除了速度优势外，还具有轨迹复杂的特点，令拦截更加困难。但高超声速飞机研制过程中存在着技术门槛高，研制难度大、资金和人才短缺等诸多问题。
发动机研发困难
要将在大气层内飞行的速度提高到5倍声速以上，冲压发动机必须利用超声速气流燃烧燃料。虽然超声速冲压发动机进气口形状特殊，能减缓吸入气流的速度，但无法将气流的速度降低至亚声速，因此带来一个大难题：将冲压发动机吸入的超声速气流并且在超声速气流中点燃燃料，其难度无异于“在龙卷风中点燃一根火柴”。
目前冲压发动机也就在一些导弹技术上得以实现。美国的SR-71侦察机也只是使用两台普惠J-58-1变循环发动机，无法进行高超声速飞行。
气动控制难度大
目前，人类对高超声速高空飞行过程中复杂气流场的分析与预测，以及大空域和宽马赫数下的飞行控制还知之甚少。需要进行大量的高速风洞测试，计算机模拟，更需要进行实际飞行测试，技术难度和研发风险都非常大，这就需要模拟高超声速的风洞实验室和实体飞行器，两者本身就是高门槛。
防过热系统和结构设计困难
由于高超声速飞机要进行5倍声速以上的飞行，即使飞行高度在空气稀薄的高空，气动过热现象仍然非常严重。因此，为了保证飞行过程中飞机的安全，需要使用耐高温、耐氧化、结构强度高的先进航空材料，同时要精心设计飞机的气动外形和壳体工艺。此外高超声速飞机在高温高压条件下密封和连接技术、隔热耐热透波的一体化材料以及制造工艺，同样是热防护系统要面临的巨大挑战。
资金和人才短缺等挑战
以Hermeus公司为例，该公司曾在2019年5月宣布成功完成种子轮融资，但未披露具体数额，推测可能金额并不多，主要用于高超声速推进系统的研发和测试工作。仅2020年3月的试验就已经花费了百万美元量级的经费。最近密集披露试验进展可能也是出于融资压力。Hermeus创业团队急需扩大研发团队规模，并计划今年内从当前的8人扩大到近30人。
服务政治高层，却“意在沛公”
此次Hermeus公布的高超声速飞机研制计划总预算达150亿美元。这款高超声速客机的载客量就在9至19人之间，其主要作用是运输高级政客和重要人物。
据了解，Hermeus一直专注于高超声速客机的研发。在与美国空军签订合同之前，该公司已经在9个月内设计、制造并成功测试了一款支持5马赫飞行的发动机样机，并今年2月初的时候，进行了首次测试。目前装载这一发动机的样机交付日期尚未公布，但据报道，Hermeus正在“准备测试计划，以减少与这些修改相关的技术风险，以支持美国空军的要求。”
不难看出，美国着手研发高超声速飞机的深远目标是为美军进一步研发高超声速武器打下良好的基础。在世界各国都大力研发高超声速武器的背景下，美国显然也不甘落后，想要保持着这方面的领先地位。
美高超声速武器的“一篮子”计划
今年5月，在美国国防部例行发布会上，美国防部负责采购和维护的副部长艾伦·罗德（Ellen M. Lord）表示，超声速和反超声速仍然是国防部优先级最高的技术改进项目之一。
Ellen M. Lord
“ 我们要继续加速开发海基、路基与空基的高超声速武器研发，并发展防御对手高超声速武器的能力，以确保我们未来几十年能够继续主宰战场。”
目前美国海军、陆军、空军和美国国防高级研究计划局（DARPA）都在开展相关项目，大力推进高超声速武器的研发。根据janes.com，目前美国已经部署了十大高超声速武器研究计划（截至2020年6月底）：
01 、战术助推滑翔器（TBG）
研发组织：美国国防部高级研究计划局（DARPA）
技术类型：助推滑翔
平台性质：试验平台，供科研使用
计划时间：测试将持续至2021年
02 、高超声速吸气式武器概念（HAWC）
研发组织：美国国防部高级研究计划局（DARPA）
技术类型：吸气式
平台性质：试验平台，供科研使用
计划时间：2020年完成飞行测试，2021年完成项目最终审核
美国X-51A试验型高超声速飞行器
03 、高超声速常规打击武器（HCSW）
研发组织：美国空军
技术类型：助推滑翔
平台性质：空基
计划时间：2020年3月取消
04 、AGM-183A空射快速反应武器（ARRW）
研发组织：美国空军
技术类型：助推滑翔
平台性质：空基
计划时间：2021年9月达到初始作战能力（IOC）
装载在B-52轰炸机上进行试验的ARRW
05 、未来高超声速武器计划（Future Hypersonics Program）
研发组织：美国空军
技术类型：吸气式
平台性质：空基计划时间：初步设计审核不晚于2021年第四季度
06 、常规快速打击计划（CPS）
研发组织：美国海军
技术类型：助推滑翔
平台性质：潜艇
计划时间：2028财年达到初始作战能力（IOC）
07 、远程高超声速武器（LRHW）
研发组织：美国陆军
技术类型：助推滑翔
平台性质：陆基
计划时间：2021年开始飞行测试
08 、作战火力（OpFires）
研发组织：美国国防部高级研究计划局/美国陆军
技术类型：助推滑翔
平台性质：陆基
计划时间：2020年第三季度完成初步设计审核，2022财年第二季度到2023财年第一/第二季度进行第三阶段飞行测试
09 、滑翔破坏者（Glide Breaker）
研发组织：美国国防部高级研究计划局技术类型：高超声速拦截器平台性质：未公开计划时间：研究开发测试与评估于2021年完成
10 、区域高超声速滑翔段拦截器（RPWS）
研发组织：美国导弹防卫局
技术类型：高超声速拦截器
平台性质：未公开
计划时间：2020年1月发出征求建议书草案。
多国竞赛的航空科技热点领域
近年来，高超声速飞行器成为了各国竞相研发的热点，包括俄罗斯、法国、英国等国在内都推出了相关计划。
俄罗斯
俄罗斯米格飞机制造集团正在研制的远程高速截击机项目称为米格-41，又称“未来远程截击系统”（PAK DP）。根据俄罗斯的计划，米格-41将会在米格-31的基础上进行全新的升级，除了武器和航电系统，最大的亮点就在于米格-41的速度将提升到4马赫，有可能还会达到5马赫。
按照目前俄罗斯相关方面的规划，该机不仅配有适用于北极地区的全新技术装备，而且作战半径很大，可挂载大量武器弹药，包括多功能远程导弹拦截系统（MPKR DP）以及反导激光武器。同时，它还可以开发成为无人驾驶飞机。该机将于2028年作为米格-31的后继机型开始服役。
法国
据外媒2019年1月报道，法国国防部长弗洛朗丝帕利发表声明称，法国决定发起一项高超声速武器计划，将在2021年底之前第一次试飞高超声速飞机。
帕利表示，法国研制的高超声速飞机将能够以超过6000公里/小时的速度飞行。帕利强调，现在许多国家都配备了高超声速武器，法国“不能再坐等了”。
英国
美媒2019年9月报道称，英国正推进研发高超声速武器的计划，计划研制高超声速战机。英国正计划将上世纪90年代欧洲战斗机公司生产的“台风”战斗机上的喷气发动机（2马赫）改造成速度可达5马赫或更快的高超声速发动机。
英国空军副参谋长西蒙·罗谢尔说：“我们正与其他人合作，看看能否在4年内拥有5马赫的能力。”
澳大利亚
早在2016年，澳大利亚就公布了高超声速概念机“对跖点”研制计划；2018年，美澳联合开发了澳大利亚超燃冲压发动机项目HIFiRE，并由昆士兰大学的科学家和工程师设计和制造。
印度
2019年6月，印度国防和发展组织（DRDO）自主研发的“高超声速技术验证机”（HSTDV）项目完成首次试射。此次试验旨在验证超燃冲压发动机技术验证机的短时自主飞行和导航、热防护等关键技术，设计指标是实现6马赫速度下的带动力飞行速度，并在20秒内升至32.5千米高度。尽管印度官方未公布结果，但据印度多家媒体报道，此次试验未达到预期的技术验证目标。
可见全球各国都在争取能成为“第三次动力革命”中的“先头部队”。然而正如上文所言，融资困难、人才短缺、技术风险尚未见底……这几乎是许多高超声速飞机研发团队都会遇到的问题，在社会经济深受疫情影响的今天，高超声速飞机未来的研发成果究竟如何犹未可知，我们不妨持续关注，拭目以待。
责任编辑：贾茹
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