据外媒The War Zone报道,NASA 844号黑鸟从阿姆斯特朗飞行研究中心消失至少到今年5月。NASA局长艾萨克曼暗示要搞新高超X-plane试验机,剪影酷似黑鸟,还联系了前SR-71项目人员。前黑鸟推进主管蒂姆·康纳斯判断:NASA不是复刻气动,而是要建高速发动机飞行试验台。
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康纳斯不是外人。他曾在NASA主管黑鸟推进和性能。他的任务是保证黑鸟加速穿过跨音速阻力。黑鸟飞3倍音速、2.5万米以上,钛合金机身,J58变循环发动机:低速像涡喷,高速把压气机空气引到加力燃烧室,大部分推力靠冲压。燃油JP-7闪点极高,要用三乙基硼烷点火;燃油先给机身和发动机降温,再烧掉。这是1960年代工程极限。但黑鸟1999年停飞,27年没飞,钛合金疲劳、线束老化、J58备件、JP-7供应链、地面人员全是问题。康纳斯只收到半开玩笑短信:“你想不想……”项目还在早期,或高度保密。
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康纳斯的逻辑很硬:气动可以靠CFD,也就是计算机流体仿真。今天算3倍音速气动,又快又准,不值得为这个复活黑鸟。但发动机集成不行。新发动机装到高速机体上,进气道、发动机、喷管怎么匹配?长时间热管理怎么做?燃烧稳不稳?喘振边界在哪?结构振动、燃油热沉、控制律,CFD算不到底。必须飞。所以黑鸟复活,大概率是“高速发动机飞行试验台”。测小发动机,搞定制无人机就行。要测J58级大发动机,或有人平台,用一架验证过3倍音速的黑鸟,比新造马赫3+大飞机划算。新造机体、发动机、飞控、热防护,十年起步,几十亿美元打底。美国急,是因为高超声速起了大早,赶了晚集。X-43、X-51飞过,但时间短、平台小。ARRW、HACM等导弹项目反复受挫。中俄已部署高超声速武器。美国缺一个能长时间、大尺寸、真实飞行环境测试高速发动机的平台。
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中国路线不同:风洞群+无人平台+可重复使用航天器。JF-22风洞2023年验收,能复现40到90公里、马赫10到25;JF-12覆盖马赫5到9。中国在高超声速地面模拟上已进世界第一梯队。东风-17乘波体、星空-2滑翔试验,背后都有支撑。无侦-8是公开的高空高速无人侦察机,2019年阅兵亮相,由轰-6投放,火箭动力,外媒猜3到4马赫、30公里以上。它证明中国掌握高速无人机投放、气动、热防护和回收。MD-22“鸣镝”宽域飞行器,2022年珠海航展亮相,中科院力学所出品,0到7马赫,可重复使用,航程8000公里。可重复使用试验航天器2020、2022、2023连续发射,最长在轨276天。
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差距也要看清。中国公开的有人马赫3+长时平台,几乎没有。无侦-8是火箭动力,不是吸气式。MD-22还在试验。JF-22再强,也不能完全替代真实飞行。风洞能吹气流,吹不出长时间热循环、真实大气、全包线耦合、结构疲劳。飞行试验这一关,必须过。美国若真把844复活,哪怕只飞几次,也能拿到高速发动机安装性能数据。CFD给不了,地面台架给不了。它会加速美国组合循环(TBCC、RBCC)、超燃冲压、旋转爆震的飞行验证。
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中国怎么办?继续把风洞优势转成飞行优势。用现有无人平台和可重复使用航天器,把组合动力、超燃冲压、热防护、飞控一件件飞出来。中国不需要复制黑鸟,但需要自己的“飞行风洞”。谁先让新发动机在真实飞行中长时间工作,谁拿高超声速门票。
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