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武器化和过度炒作：高超音速技术
高超音速武器主要有两种类型：高超音速巡航导弹 (HCM) 和高超音速滑翔飞行器 (HGV)。北约科学技术组织等一些机构还将高超音速“后隐形”攻击和侦察机列入其中，预计到 2030 年代问世。HCM 是现有巡航导弹的加速版，飞行高度为 20-30 千米。它们由称为超音速燃烧冲压发动机的吸气式喷气发动机推进。这些“超燃冲压发动机”在燃烧阶段之前将进入的空气压缩在一个短漏斗中，使发动机在高速下极其高效地运转。由于超燃冲压导弹直接从大气中获取必要的氧气，因此体积更小、机动性更强。相比之下，HGV 则是无推进式，依靠火箭助推滑翔技术升入高层大气。在 40-100 公里的高度释放后，它们以高超音速飞行，无需关闭动力即可打击目标。它们能够机动并在不同高度释放，这使得它们的轨迹难以预测和计算。
减缓高超音速军备竞赛
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）。
GAO-21-378，高超音速武器：国防部应明确角色和职责，确保各项开发工作的协调
表 4：开发和部署原型高超音速武器系统面临的技术挑战及相关缓解措施 17 表 5：开发和部署高超音速武器的进度挑战及国防部相关说明 19 表 6：开发和部署高超音速武器的成本估算挑战及相关缓解措施 21 表 7：开发和制造高超音速武器及相关缓解措施面临的人力资本和工业基础挑战 23 表 8：开发和部署高超音速武器及相关缓解措施面临的飞行和地面测试挑战 25 表 9：参与高超音速武器相关技术开发的美国政府机构 30 表 10：国防部高超音速发展主要协调机制 32 表 11：美国高超音速武器发展情况总结武器原型 46
高超音速武器问世的含义......
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/。
大型高超声速风洞中的非侵入式自由流速度测量
I.简介 高速风洞通常依靠压力和/或温度测量以及喷嘴流量计算来确定自由流条件。这种做法可能需要对气体的热化学状态进行复杂的处理。当空气或 N 2 从停滞的储层流向自由流马赫数 M ∞ > 6 时，热量完美气体假设开始失效。喷嘴中的快速膨胀可能需要对热力学非平衡过程进行建模，如果气体停滞到高焓，还必须考虑非平衡化学 [1]。此外，对于高储层密度，可能需要使用排除体积状态方程 [2,3]。尽管这些流动的建模框架是可处理的，但与热化学速率过程有关的一些基本原理仍然是一个持续的研究课题 [1]。验证这些运行条件和喷嘴流量计算的一种方法是在自由流中直接测量。基于粒子的测速方法，例如粒子图像测速，可以产生高质量的多组分速度数据 [4]。然而，在大型高速设施中实施基于粒子的技术所面临的工程挑战包括时间、粒子接种密度和均匀性，以及在注入粒子时最大限度地减少流动扰动 [5]。更重要的是，在高速风洞中，典型的克努森数和雷诺数 [6] 下粒子响应降低存在根本限制，这可能会影响精细时间和长度尺度的分辨率。与基于粒子的技术的局限性相比，标记测速技术的实施不受上述大型高速设施中问题的限制。标记测速技术的著名方法和示踪剂包括VENOM [7]、APART[8]、RELIEF[9]、FLEET[10]、STARFLEET[11]、PLEET[12]，
高超音速飞行器中氮气流凝结的检测...
最近，研究人员使用细长的静压探头在 Longshot 高超声速风洞的自由流中进行测量。他们发现，压力大于假设等熵喷嘴流获得的理论值。现在研究了喷嘴膨胀过程中流动凝结的存在，这可能是非等熵性的来源，以解释自由流静压不匹配。研究了不同的停滞温度，它们会延迟或促进流动成核。经证实，Longshot 风洞的标准操作条件没有凝结。在较低停滞温度下进行的实验成功促进了氮的凝结，静压探头可以检测到。与异质成核理论一致，已经实现了微弱的流动过饱和。证明了静压探头的精确性能及其对高超声速流动表征的实用性。
高超音速武器 - JSTOR
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