过去几年,美国国防部 (DoD) 采取了雄心勃勃的举措,开发和部署高超音速技术,以支持各种国家安全任务。高超音速武器机动性强,在地球大气层内飞行速度至少为音速的五倍,即 5 马赫,可在短时间内造成远程致命影响。尽管最近做出了这些努力,但国防部在大规模部署高超音速系统方面的承诺往往摇摆不定。有些年份,这是一个明确的优先事项,而其他时候,这一承诺却模棱两可。因此,当前的供应链,包括制造基地、关键材料供应、测试基础设施和劳动力,都无法支持国防部雄心勃勃的计划。这并不是说不可能,而是必须采取重大措施来加强高超音速供应链。为了纠正高超音速供应链中的关键漏洞,政府、工业界和学术界必须采取全面协调的方法。这种整合将促进高超音速系统以经济高效和可靠的方式生产。如果现在采取行动,国防部的高超音速愿望将触手可及。以下列出了有关高超音速供应链漏洞的最重要发现以及解决这些漏洞的建议。
技术军备竞赛很少会导致在武器开发方面做出理性、具有成本效益的决策。美国对相关陷阱有着丰富的经验,尤其是在导弹方面。例如,在 20 世纪 60 年代,美国试图对抗假定的苏联导弹防御系统,但其系统“为时过早、过度,甚至完全不合适”,因为预期的苏联防御系统从未实现(Spinardi 1994,175)。在 20 世纪 80 年代,战略防御计划旨在建立强大的国土防御系统以抵御苏联弹道导弹,但它却导致投资于一些技术,独立技术评估发现这些技术在很大程度上是推测性的,并最终因此而放弃(Bloembergen 等人 1987;Carter 1984)。
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13.摘要(最多 200 个字)本报告描述了 AEDC 连续流高超声速风洞中用于静态稳定性、压力、传热、材料/结构、边界层过渡和电磁波测试的程序。由于定义高超声速飞行器的热环境非常重要,因此特别强调传热技术。概述了高超声速飞行器部件开发中使用的材料/结构测试方法。不幸的是,预测过渡的方法已经困扰了空气动力学家三十多年,并且仍有许多未解问题。本报告简要介绍了影响过渡的许多参数,并为有兴趣专门研究此主题的人提供了大量参考资料。讨论了使用三重球的方法,并提供了说明性数据。电磁波测试是一种相对较新的测试技术,它涉及多个学科的结合:气动热力学、电磁学、材料/结构和高级诊断。这项新技术的本质是处理电磁波(RF 或 IR)在通过以高超音速飞行的导弹的弓激波、流场和电磁(EM)窗口时的传输和可能的失真。14.主题术语 电磁波、导弹导引头系统、高超音速飞行器、边界层、瞄准线误差、机鼻雷达罩
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本文探讨了阻碍高超音速技术发展的主要挑战,重点是热管理,推进系统和可操作性。超音速技术(定义为超过5马赫的飞行)为军事和商业航空的进步提供了重要的机会。尽管五十多年的发展和不断增长的投资,尤其是五角大楼的2025年预算要求(69亿美元)强调了高超音速技术的广泛采用仍然不完整。在超声速度下产生的极端热量需要先进的材料和冷却系统,以维持结构完整性并保护关键组件。此外,开发合适的推进系统,例如Ramjets和Scramjets,对于实现和维持高超音速速度至关重要,但是这些系统目前在效率和应用方面面临限制。最后,本文讨论了与超声飞行相关的可操作性约束和雷达检测问题,这构成了重大的操作挑战。正在进行的国际竞争,特别是与俄罗斯和中国的竞争,强调了克服这些挑战以推进高超音速技术的战略重要性。调查结果表明,尽管已经取得了重大进展,但进一步的研发对于在军事和商业环境中都充分发挥了高超音速技术的潜力至关重要。
50 美国致力于利用廉价的商业太空平台建造大型军用卫星群。DARPA 的 Blackjack 计划致力于在将发射到低地球轨道的商业卫星上物理添加军用有效载荷或军用软件(“无质量军用有效载荷”)。该计划将于 2021 年发射 20 颗实验卫星,如果实验成功,则将在 2022 年发射 90 颗卫星。2018 年,美国国会增加了对 Blackjack 计划的拨款,共拨款 1.25 亿美元。请参阅 MIKE WALL 的“美国军方计划在 2021 年发射廉价新型‘Blackjack’间谍卫星”,网址为 https://www.space.com/41639-darpa-cheap-spy-satellites-2021-launch.html。另请参阅 M ONICA J ACKSON“参议院委员会提议额外拨款 1.1 亿美元加速 Blackjack LEO 卫星计划”,网址为 https://www.executivegov.com/2018/06/senate-proposes-additional-110m-to-accelerate-blackjack-leo-satellite-program/。