英国高超音速导弹发动机在地面试验中取得优异成绩

在美国的帮助下，英国国防部完成了一项重大高超音速武器推进试验，测试了一种新型发动机设计，可在 2030 年前为英国武装部队的尖端高超音速巡航导弹提供动力。

艺术家对 2030 年英国高超音速导弹的设想

高超音速导弹的飞行速度可达音速的五倍以上，有可能以自 1947 年突破音障以来前所未见的方式彻底改变战争。高超音速导弹能够以超高速度飞行并具有出色的机动性，因此极难被发现，因为它们可以突破常规防空系统，对目标进行猛烈打击，仅凭巨大的动量便可摧毁目标。

高超音速导弹的难点在于如何让它们的速度达到 5 马赫以上，并以一种实用的方式保持这一速度。例如，大多数高超音速试验飞行器的运行方式是，它们被火箭发动机射到超音速，然后升空。然后，当它们滑翔时，它们会加速到高超音速。这是可行的，但对于武器来说，这并不实用。

英国高超音速发动机静态测试

如果要制造一枚高超音速巡航导弹，就需要一台能够持续为导弹提供动力的吸气式发动机。这使其射程远超火箭或高超音速滑翔导弹，并且能够以更低的高度飞行，从而更难拦截。

当然，制造这样一种发动机是一项艰巨的挑战。或者说，这是一系列的挑战。英国政府尚未公布有关新发动机的技术细节——毫无疑问，其中很多都是高度机密。然而，我们可以根据最先进的技术和 2030 年的飞行目标，以及新发动机应该在从超音速到高超音速的整个速度范围内工作的事实做出推论。

一个明显的问题是，吸气式发动机无法处理以 5 马赫以上速度进入的空气。这将导致巨大的压力、压缩和冲击波问题，导致发动机在试图启动的那一刻爆裂。因此，发动机需要某种可变几何形状的进气口，如空气尖峰，可以实时调整以塑造冲击波并将进入的空气速度从高超音速降低到超音速或亚音速。

即便如此，超音速发动机也需要在超过 2000 °C (3632 °F) 的温度下运行。即使是钛合金也会在这种高温下熔化。因此，新设计必须有某种处理热量的方法，包括某种预冷系统、超高温陶瓷 (UHTC) 或陶瓷基复合材料 (CMC) 来制造部件或作为隔热涂层。

更糟糕的是，所有这些材料都需要能够承受高强度的机械应力和热应力，并抵抗高温氧化。此外，所有这些都必须能够装进非常小的空间，并且必须与火箭助推器或超音速母舰配合使用才能达到最低速度。所有这些都意味着复杂的控制系统、先进的燃料管理，以及使用由复合材料制成的模块化、可扩展组件来减轻非关键部分的重量。

据英国国防部称，作为英国超音速小组 (Team Hypersonics) 项目的一部分，新发动机已在超音速风洞中进行了 233 次静态测试。这些测试由国防科学技术实验室 (Dstl) 与美国空军研究实验室 (AFRL) 和行业合作伙伴组成的联合团队领导，在弗吉尼亚州的 NASA 兰利研究中心进行了为期六周的测试。

测试涉及新设计的几种变体，并展示了其性能和稳健性。记录的数据将用于构建更先进的升级。

国防大臣约翰·希利议员表示：“我们生活在一个更加危险的世界，创新和领先于对手、为我们的军队配备未来技术对我们来说从未如此重要。这项由英国科学家和英国小企业支持的超音速研究的里程碑时刻表明，我们正在与美国齐心协力，加强我们的武装部队和威慑力，这是另一个重要领域。”