砺道智库 蒋华 2023-10-17 15:18 发表于北京
总部位于亚特兰大的航空公司Hermeus正在积极开发一种可重复使用的高超音速飞机。该原型机将在未来几个月进行地面测试。
Hermeus的技术演示机Quarterhorse最终目标是达到超过4马赫的速度，并且由于该公司独特的推进系统设计，甚至可能更高。但在这个高速平台能够飞行之前，它必须学会滑行。这正是该公司最近推出的Quarterhorse Mk0原型机的目标。
一旦完成，这架非飞行飞机将为Hermeus提供开始测试远程飞行控制等机载系统的机会，同时该公司第一架飞行原型机Quarterhorse Mk1的生产正在进行中。
Quarterhorse长约40英尺，由Hermeus自己设计的涡轮联合循环(TBCC)发动机提供动力，该发动机被称为Chimera。顾名思义，这种吸气式喷气发动机实际上可以被认为是两个发动机合二为一：第一个是涡轮喷气发动机，第二个是冲压发动机。涡轮喷气发动机擅长为飞机提供从完全停止到3马赫左右的动力。冲压发动机在高速时接管；Chimera的冲压发动机旨在将Quarterhorse加速到超过4马赫，甚至可能在高达95,000英尺的高度超过5马赫。
去年11月，Hermeus在高速风洞中成功展示了Chimera从涡轮喷气发动机过渡到冲压发动机动力的能力。
达到这些速度将使Hermeus的Quarterhorse成为有史以来速度最快的可重复使用喷气式飞机，超越传奇的SR-71 Blackbird，尽管后者已经退役了24年，但该称号仍保持了近60年。（曾经有速度更快的吸气式喷气式飞机，例如NASA的超燃冲压发动机驱动的X-43Waverider，但这些平台缺乏着陆能力，因此是一次性的。）
然而，赫尔墨斯并不指望立即窃取黑鸟的头衔。一旦Quarterhorse Mk0的地面测试完成，下一个迭代Mk1将负责以可能的亚音速进行飞行，以更彻底地测试其机载航空电子设备、飞行控制、液压系统和其他系统。然后，Hermeus将利用前两架飞行器的经验教训开始建造Quarterhorse Mk2，它将其加力腿延伸到音障之外，开始速度低于3马赫的超音速飞行测试。
最后，根据从滑行、亚音速和超音速飞行测试中收集到的测试数据，Quarterhorse Mk3的建造工作将开始——Hermeus表示，这款飞机的飞行速度将比SR-71更快，而SR-71公开披露的最高速度为3.2马赫。然而，Hermeus的目标不仅仅是打破这一记录，而是打算将Quarterhorse Mk3的速度推向4马赫以上。
使用Hermeus的Chimera TBCC推进系统，Quarterhorse最终有可能达到超过5马赫的速度——这通常被认为是高超音速障碍。（从技术上讲，高超音速屏障被定义为您飞过的空气的化学成分受到相互作用影响的速度，但这往往在5马赫左右开始发生）。
这将使这家勇敢的初创公司不仅拥有世界上最快的可重复使用喷气式飞机，而且使Hermeus成为世界上第一家部署可重复使用高超音速飞机的公司。
有了Quarterhorse后，Hermeus打算转向其军用专用平台Darkhorse，该平台将由更大、更强大的TBCC发动机提供动力，并以普惠F100涡轮风扇发动机为基础。F100为F-15Eagle等高性能战斗机提供动力，其推力将是Chimera当前J85的四倍以上，从而实现更大的有效载荷和更快的速度。
近年来，高超音速导弹因其速度和机动性的结合而能够扰乱最先进的防空系统，因此引起了广泛关注，但这些武器令人难以置信的成本让许多人质疑它们是否能提供真正的防空系统。实战价值。根据五角大楼最近的一项估计，每枚高超音速导弹的成本可能高达1.06亿美元，比全新的F-35A贵约2700万美元。
然而，像赫尔墨斯“黑马”这样的高超音速平台可以像高超音速导弹一样击败防空系统。现代防空系统使用先进的传感器来跟踪和推断武器的轨迹，然后在沿着预计飞行路径更远的位置发射拦截器（另一枚导弹）——就像四分卫带领外接手一样。即使稍微调整航向，高超音速武器或飞机也会使这些计算变得毫无意义，迫使系统重新开始该过程，并可能根本错过拦截的机会。
不过，虽然五角大楼评估其正在开发的一次性高超音速导弹的单枚成本可能超过1亿美元，但Hermeus预计它可以以大约相同的价格部署自己的可重复使用高超音速飞机。换句话说，赫尔墨斯有可能将高超音速飞行带出几乎没有实际用途的高价威慑武器领域……并将其完全置于标准日常操作领域。
赫尔墨斯并不是唯一参与这一努力的公司，至少还有一项公开披露的计划，即在美国空军研究实验室的秘密范围内部署高超音速无人机（某种）。空军打算使用速度更快的超燃冲压发动机，而不是像赫尔墨斯那样将涡轮风扇发动机与冲压发动机相结合。
从实际角度来看，联合循环涡轮风扇/冲压发动机和涡轮风扇/超燃冲压发动机的工作方式非常相似，但冲压发动机在与燃料混合并点燃推进力之前将流入的空气减慢至更易于控制的亚音速，而超燃冲压发动机则允许空气进入以超音速流过它们。因此，冲压发动机的速度可能无法超过6马赫，而超燃冲压发动机可能会继续加速到10马赫甚至更高。
然而，所有速度的提高都伴随着复杂性和成本的大量增加。科学家将超燃冲压发动机超音速气流中的点火比作在飓风中点燃火柴。尽管多年来有许多成功的超燃冲压发动机技术演示，但成功地将超燃冲压发动机应用到作战飞机或武器中带来了一系列工程挑战。
另一方面，冲压喷气发动机基于较旧且更成熟的技术，因此需要克服的技术障碍较少，这可能会让Hermeus成为第一家超过5马赫的公司。但在做到这一切之前，Quarterhorse Mk0需要证明它能够在地面上进行严格测试。
