美國研發高超聲速武器從高超聲速導彈轉向高超聲速飛機。

據媒體日前報道，美空軍采購項目副主管戴爾·懷特中將在眾議院軍事委員會接受質訊時透露，空軍研究實驗室正在將其高超聲速研究方向從當前的導彈轉向可重復使用的高超聲速偵察機。懷特沒有給出具體時間表，但美國空軍官員此前預測，相關技術可能會在21世紀30年代初期投入使用。

高超聲速飛機的最大飛行速度在5馬赫以上，可在臨近空間長時間進行高超聲速巡航飛行，執行偵察、對地攻擊等任務，被認為是未來空天作戰的關鍵裝備。

未來戰場的新星

高超聲速飛機通常指采用吸氣式動力、最大飛行速度5馬赫以上、可在臨近空間長時間進行高超聲速巡航飛行的飛機。由于此類飛行器具有高速、水平起降、可重復使用等特征，因此有著巨大的軍事運用前景。

在軍事領域，高度信息化、高度智能化是未來戰爭的特點，未來的空中打擊主要依靠高度和速度取勝，而高超聲速飛行器能在2小時內抵達全球任何敵方執行任務。在情報收集方面，高超聲速飛機可以搭載各種情報、偵察、監視載荷，利用飛行高度與速度優勢，對敵方進行全天候、全天時高空偵察監視，將實時搜集的戰場情報通過C4ISR系統分發至各級指揮單元和作戰平臺，為實時的臨機決策、毀傷評估等提供重要支撐。

與其他有人或無人偵察機相比，高超聲速飛機的戰場生存能力強，可執行對地、對天雙重偵察監視任務，大幅拓展偵察監視范圍，情報搜集時效性顯著增強。高超聲速飛機與預警機、偵察衛星等構成一體情報偵察體系，充分發揮戰場情報搜集整體優勢，可對己方周邊廣闊地區實現全域覆蓋和全維監視。

在火力投射方面，高超聲速飛機獨特的物理特征、飛行軌跡、飛行空間等使其可對目前現役所有防空反導體系構成巨大壓力。空中目標的運動速度直接決定其通過敵方防御體系作戰空域的時間，對突防概率影響極大。高超聲速飛行器飛行速度快，可有效縮短對方的反應時間，回波積累數量少，常規雷達的探測能力明顯降低；同時，現有地面防空武器系統的方向轉動機構的轉動速度慢，不能有效跟蹤瞄準高速目標。高超聲速飛行器的突防概率相對較高，研究表明，當飛行器的速度從5馬赫增加到6馬赫時，突防概率從78%增加到89%，而如果未來高超聲速飛機與高超聲速導彈等武器構成“雙高速組合”，則作戰性能無疑將會再躍上一個臺階。

SR-71偵察機退役后，美國很長時間缺乏超聲速偵察能力。

備受矚目的“黑鳥之子”

鑒于高超聲速飛機所帶來的“革命性”軍事優勢，吸引了多個軍事強國爭相研制。美國從21世紀初開始提出發展軍用高超聲速飛機，2010年后隨著美國戰略重心東移，圍繞“印太”地區的戰略競爭尤其是大國間的競爭愈加凸顯，美國的軍事關注重點也從反恐轉向應對其他大國的反介入/區域拒止挑戰，并進一步聚焦高端軍事能力建設。在此背景下，美國逐漸加大對高超聲速飛機的探索力度。

在過去20年時間里，美國軍方和軍工巨頭提出了多個高超聲速飛機路線圖、概念方案及相關發展計劃等，包括DARPA和美國空軍在2007年提出的馬赫數6級 HTV-3X“黑雨燕”高超聲速飛機驗證機、美國空軍2011年提出的馬赫數4~5級高超聲速作戰飛機、DARPA在2016年啟動的先進全狀態發動機（AFRE）高超聲速飛機發動機地面驗證項目等。其中，洛·馬公司研制的SR-72“黑鳥之子”高超聲速飛機最為引人矚目。洛·馬公司于2013年首次透露了SR-72研制計劃，2017年公開表示具備研制驗證機的技術條件。

相關資料顯示，SR-72雙發隱身無人機本身擁有完整的偵察系統并可在臨界空間攜帶新型武器，集情報收集、偵察、監控、打擊等諸多功能于一體。SR-72全長約為30.5米，最大起飛質量為80噸，能以馬赫數6巡航飛行，是SR-71戰略偵察機的兩倍，航程約4800千米，有效載荷約2.5噸。從公布的效果圖看，SR-72采用了翼身融合且與發動機高度一體化的氣動布局形式，雙發腹部進氣，主體脊背較為突出且從機身中部一直延伸至機身后段，后掠角三角翼也較大，單垂尾。

在動力方面，SR-72將在機身兩側靠內的位置裝備兩臺并聯碳氫燃料渦輪基沖壓組合（TBCC）發動機。TBCC發動機是高超聲速飛機的關鍵設備，高超聲速飛行器必須從速度為零開始起飛，而不同速度和高度范圍內的要采用不同種類發動機，如燃氣渦輪類發動機/亞燃沖壓發動機的有利工作范圍在0~3馬赫，采用碳氫燃料的亞燃沖壓發動機在3~5馬赫，再往上到10馬赫則采用碳氫燃料的超燃沖壓發動機（亞燃沖壓發動機轉換到超燃區域的速度在4~5馬赫左右），10倍聲速以上就要使用火箭發動機。因此，為了保證高超聲速飛行器在寬廣的飛行包線范圍內可靠工作，就需要將兩種以上不同類型的發動機組合，成為一款組合式動力裝置，這樣還可以兼顧安全性、經濟性和作戰效能的綜合要求。

SR-72雙發隱身無人機本身擁有完整的偵察系統并可在臨界空間攜帶新型武器，集情報收集、偵察、監控、打擊等諸多功能于一體。

目前，組合動力裝置可分為兩大類型:組合推進系統和組合循環推進系統。在組合推進系統中，各發動機是相互獨立的單元，分別安裝在飛行器上，兩者之間沒有功能上和物理上的相互作用與影響，目前很多的導彈就采用火箭發動機助推的沖壓發動機。而在組合循環推進系統中，發動機可以在不同模式下工作，各發動機單元相互補充，在各種飛行條件下都能發揮出最佳性能。

組合循環推進系統又可分為3類：渦輪基組合動力（TBCC）、火箭基組合動力（RBCC）和脈沖爆震（PDE）基組合動力（PDEBCC）。其中TBCC具有可常規起降、可使用普通機場、重復使用、安全性好、可使用普通燃料、經濟性好和技術風險小等特點，既可作為可重復使用空天入軌飛行器起飛/返航的低速段推進動力，也可作為各類高超聲速飛行器，尤其是遠程、有人駕駛高超聲速飛行器的推進動力，因此是目前最有希望獲得成功的組合動力（美國公開提出的全部高超聲速飛機發展項目或計劃均明確指出要采用碳氫燃料TBCC）。

常見的TBCC都是由燃氣渦輪發動機和亞/超燃沖壓發動機組成，依據兩種類型發動機的組合特點，可分為上下并聯型和共軸型。并聯型TBCC方案的特點在于兩類發動機空氣流道獨立，上下并排放置，缺點是迎風面積較大、重量較重，并且需與機身進行復雜集成等；但優點是結構簡單、共用部件較少，需要調節的部件少，高速下的熱防護難度較低，可利用現有成熟燃氣渦輪發動機作為渦輪加速器。

多路推進的高超聲速飛機

據美國“趣味工程”網站今年1月稱，SR-72計劃于2025年進行首次飛行。

除了SR-72外，美國國內一些其他類似的項目也在同步推進中。在2021年8月有報道稱，美國空軍向航空航天初創公司Hermeus提供了6000萬美元資金，用于資助其高超聲速Quarterhorse飛機的飛行測試，該飛機將用于軍事和商業應用。當時的消息指出，Quarterhorse會使用基于GE J85商用渦輪噴氣發動機研發的TBCC，并將成為第一架擁有TBCC推進系統的同類飛機。Hermeus公司稱Quarterhorse將采用鈦合金結構來承受高超聲速，還會采用高度流線型三角翼設計，能夠以5馬赫的速度飛行，航程為7400公里。根據該公司的計劃，該飛機將在2024年進行地面測試，在2025年進行中型飛機的飛行，用于運輸時間緊迫的貨物和軍事偵察，最終在2029年進行高超聲速商業客機的飛行。

波音公司展示的高超聲速飛機模型。

在2022年1月舉行的美國航空航天學會（AIAA）的年度科技論壇和博覽會上，波音公司推出了一種可重復使用的高超聲速飛機的新模型，并在推特上發布了新模型的幾張照片。據波音公司透露，這款高超聲速飛機可能用來執行軍事和商業任務，包括作為太空發射母艦發揮作用。波音的這款新型高超聲速飛機是在其“女武神Ⅱ”（ValkyrieⅡ）高超聲速偵察與打擊無人機概念的基礎上發展而來（在AIAA2018年度科技論壇和博覽會上，波音公司首次公布了“女武神Ⅱ”高超聲速偵察與打擊無人機的概念機，目的是同洛·馬公司的SR-72展開競爭）。與2018、2021年波音公司展示的高超聲速飛機模型相比，2022年展出的新模型的設計在許多方面都存在顯著的不同。新模型的中央機身更為平坦，機翼和雙尾翼更短。它的兩臺發動機被安置在兩個不同的整流罩中，而之前則是并排安裝在機身下方。

綜上所述，不難看出，隨著高超聲速飛機技術的不斷突破，此類飛行器大顯身手的時代已經不再遙遠，而由此帶來的作戰變革和挑戰也會隨之到來。