志澄观察：高超声速的四大挑战

Original 黃志澄空天大视野 2022-04-11

高超声速的四大挑战

远望智库高级研究员黄志澄

导读

高超声速技术是当前各大国竞相发展的一项战略前沿技术。美国是最早发展高超声速技术的国家之一，但它近年来已经稍稍落后于别的大国。近来，美国正在加大投资，启动了多个高超声速武器的研制项目。目前，国内的媒体广泛报道了美国政府、军方和智库对于美国加紧发展高超声速武器的各种观点，但很少介绍美国军工企业的意见。这里我们介绍洛克希德·马丁（Lockheed Martin）公司于2019年9月25日在公司网站上发表的一篇文章《高超声速的四个挑战》。文章的作者是洛克希德·马丁公司负责航天（Space）部门的执行副总裁是里克·安布罗斯(Rick Ambrose)和洛克希德·马丁公司负责导弹和火控(MFC)部门的执行副总裁斯科特·格林（Scott Greene）。文章首先说明了发展高超声速技术对维护美国国家安全的重要性。重点介绍了发展高超声速技术面临的四个挑战，包括热、先进材料、机动性和通信。接着分别介绍了他们两人在高超声速技术应用、计划管理和人才培养方面的意见。

洛克希德·马丁公司是美国一家历史悠久的军工企业，当前它又是美国多项高超声速项目，特别是高超声速助推滑翔导弹的研发部门，它们的观点值得我们参考。文章未提及有关使用高超声吸气式发动机的技术问题。

发展高超声速技术的竞赛现在刚刚开始，未来谁能取得最后的胜利，将取决于未来的人才。

高超声速的四大挑战

高超声速领域是美国国防部以及航空航天和国防工业的一个热门话题。然而，这并不是一个全新的领域。30多年来，洛克希德·马丁公司一直在投资开发这种改变游戏规则的技术。那么为什么它现在显得很重要呢?

“高超声速”一词指的是飞行器以5马赫（声速的5倍）或更高速度飞行的区域。使用高超音速系统能够在必要时，获得更高的速度和机动性。

高超声速的发展正在全球推进，美国国防部已经将高超声速作为美国的一项关键的优先任务。目前美国武装部队的项目给了我们一个快速行动的机会，同时将其建立在自己已证实的能力之上，以快速搭载新技术来完成新的任务。

高超声速是一个我们准备快速前进的领域，可以这么说。我们已经在投资建设新的设施，以扩大我们的研发能力。9月16日，我们在阿拉巴马州的考特兰(Courtland)委托建设了一个这样的新设施，我们将在那里集中开展四项高超音速项目的工作，包括远程高超音速武器、中程常规快速打击武器、高超音速常规打击武器（HCSW）和空射快速反应武器（ALRRW）。

这项技术提供了在当前威胁环境下重要的能力，但也带来了独特的技术挑战。以下是我们工程师必须考虑的四大挑战:

1. 热-在高超声速下，摩擦和空气滞止会产生巨大的热量，这些热量需要通过坚固但重量较轻的防热面板和防热系统来管理。像传感器和电子设备这样的仪器，也必须很好装备和保护起来，以应对这种极端条件。

2. 先进材料-管理极端的热量和速度需要发明和部署新的解决方案，即发展可以承受极端的环境的先进材料和复合材料。

3. 机动性-高超声系统要设计为能在对抗环境下运行，这就必须能够突破广泛的防御。在高超声速条件下，机动性是一个巨大的挑战，需要大量的计算和开发。

4. 通信-在高超声速飞行中，通信等基本的操作，显得非常重要。需要通过可在这些高速环境中运行的全球通信系统和传感器系统，让操作员和决策者进行持续连接。

洛克希德·马丁公司在先进的防热材料、制导和控制系统、远程平台和再入飞行器等领域，拥有公认的传统优势。对于我们来说，没有比这更好的地方来汇集我们在航天、航空和任务系统方面的人员和专业知识，为我们的国家开发可以迈上一个新台阶的解决方案。

这项工作令人振奋的是，我们在推进、热管理和材料科学等领域，将久经考验的技术与新的前沿技术研发相结合的能力，使我们能够将能力迅速交到客户手中，并将给我们一个平台，在这个重要的任务领域，能超越全球竞争对手。

洛克希德·马丁公司负责航天部门的执行副总裁里克·安布罗斯表示：

高超声速需要熟练的工程技术和解决问题的能力。合作是实现这一目标的三个主要领域的关键:

1. 联合采购-我们正在进行的许多高超声速项目，是我们与多个军事客户共同努力的结果。当我们开发越来越复杂的高超声速系统时，这种横向联系是一个力量倍增器。

2. 内部合作-我们拥有超过100年的历史，拥有丰富的工程经验。当我们利用内部团队成员和行业合作伙伴的经验时，我们能够提供最强有力的结果。

3.多域战-总之，我们所做的一切都是为了通过建立一个更强大的全球安全网络，来支持我们的客户。像高超声速这样的系统与其他资产进行通信，以创建一个跨越大气层、太空、海洋、陆地、网络和电磁领域的同步图像。一切都是为了大局。

洛克希德·马丁公司负责导弹和火控部门的执行副总裁斯科特·格林表示：

建造高超声速打击和防御系统的需求，正以越来越快的速度增长。这就要求工业界必须提前十步来思考，把我们最好的和最聪明的人才放在前线，来解决我们众多的工程挑战。

1. 及时执行-高超声速计划是洛克希德·马丁公司在各个层级的首要任务。洛克希德·马丁公司正在利用整个企业在技术和项目管理方面的综合实力，来交付成果并满足政府的目标。

2. 与学术界的伙伴关系-与大学的战略伙伴关系不仅涉及研究方面，而且还涉及人才的获得。我们正在与一个大学联盟合作，以利用新的人才，利用最先进的试验设施，并建立合作关系。

3.人才获取-产业界、政府和学术界必须共同努力解决高超声速挑战，确保美国在技术、先进制造和全球安全方面保持领先地位。这意味着我们现在需要为未来的角色准备我们的人才，重新规划培养航空航天和国防的人才的管道，并通过STEM项目来激励年轻人成长。

作者介绍

斯科特·格林是洛克希德·马丁公司导弹和火控(MFC)执行副总裁。MFC是一家市值100亿美元、拥有1.9万名员工的企业。MFC开发、制造和支持先进的作战、导弹、火箭和能源系统，并为包括美国陆军、海军、空军、海军陆战队、特种作战部队和盟国在内的军事客户提供技术服务和后勤支持。商业项目包括为全球民用核能工业、微网格、可再生能源解决方案和能源储存，提供产品和服务。

里克·安布罗斯是洛克希德·马丁公司负责航天（Space）部门的执行副总裁。Space是一家价值超过100亿美元的企业，雇佣了大约2万名员工，为国家安全、民用和商业客户提供先进的技术系统。

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