美國航空航天平臺與推進系統的未來發展及啟示

梁春華，劉紅霞，索德軍，孫明霞

（中航工業沈陽發動機設計研究所，沈陽110015）

美國航空航天平臺與推進系統的未來發展及啟示

梁春華，劉紅霞，索德軍，孫明霞

（中航工業沈陽發動機設計研究所，沈陽110015）

介紹了美國20世紀50年代以來的航空航天預研計劃詳細內容及實施情況，分析了美國航空航天發展戰略并歸納總結了支撐該戰略的航空飛行平臺、臨近太空飛行平臺、進入太空飛行平臺和太空飛行平臺的發展和特點，綜述了可用于4大飛行平臺的推進系統，如自適應發動機、高速渦輪發動機、超燃沖壓發動機和組合循環發動機技術的研制現狀和未來發展，獲得了中國航空航天技術的發展應該實施國家戰略、夯實技術基礎和適時調整目標等啟示。

航空航天平臺；推進系統；自適應發動機；高速渦輪發動機；超燃沖壓發動機；組合循環發動機

0 引言

20世紀90年代后期以來，美國成功研制了F/A-22和F-35等航空飛行器，實現了超級隱身、超視距打擊、超聲速巡航、超機動飛行，獲得先敵發現、先敵發射和先敵摧毀能力，確保了顯著的空中優勢；對X-37、X-43和X-51航天飛行器進行了地面和飛行驗證，實現了航天領域的新突破。與此同時，也對航空、臨近太空、進入太空和太空飛行平臺與推進系統的發展目標進行了多次論證和規劃，實施了一系列預研計劃，對其關鍵技術進行開發與驗證，為研發出先進的太空飛行器進而確保全面的航空航天優勢和威懾打下了堅實的基礎。

本文綜述與分析了美國航空航天飛行平臺及其推進系統的發展與特點，總結其經驗與教訓，以期對中國開展相關研究提供借鑒。

1 航空航天飛行平臺的發展和對推進系統的需求

20世紀90年代末，美國政府為了長期保持航空航天優勢確定了其武裝部隊21世紀的航空愿景，即：在費用更低的情況下，作戰飛機在任何時間、任何地點，對任何目標都能夠預測、發現、跟蹤、鎖定、瞄準、作戰和評估。21世紀初，美國推出了“國家航空航天倡議”（NAI），規劃了航空航天未來發展目標和技術路徑。目前，正在航空、臨近太空、進入太空和太空技術4大飛行平臺上進行技術驗證和探索研究，并對推進系統提出了更高更具挑戰性的要求。美國航空航天飛行平臺及其推進系統的發展和未來展望如圖1所示。

圖1 美國航空航天飛行平臺和其推進系統的發展和未來展望

1.1航空飛行平臺

在航空飛行平臺上主要開發與驗證對具有持久且快速反應的情報/監視/偵察（ISR）、極長時間續航、快速打擊、持久攻擊、全球到達、多任務機動等能力的未來先進航空飛行器。例如，具有現有系統2倍航程和一半成本的未來快速打擊飛機；具有目前有人飛行器2.5倍作戰半徑或3倍任務持久（待機）時間的未來無人作戰飛機；作戰半徑增大到目前飛機2～4倍的未來短距起飛/垂直著陸（STOVL）飛機。為此，美國開展X-36無尾戰斗機敏捷性研究機、X-39未來飛機技術增強驗證機、X-44矢量推力試驗機、X-45無人戰斗機先進技術驗證機、X-47自主式無人機等有尾飛機和無尾飛機、有人飛機和無人飛機的探索研究，為以第6代戰斗機為代表的未來航空飛行器提供堅實的技術保障。

為了滿足上述要求，需要開發、驗證和移植高速渦輪發動機、高效小型推進系統、小型重油發動機、結構緊湊的高效直接升力發動機、自適應循環發動機等革新的渦輪發動機技術，以使各種現役與在研推進系統的經濟可承受性取得革命性改進，同時使未來超聲速巡航戰斗機、全球攻擊機、垂直/短距起降（V/STOL）飛機、無人作戰飛機、先進轟炸機和運輸機的航程增加、保障規模縮小、戰備完好率提高、噪聲/排放/可探測性降低以及高速續航能力提高。

1.2臨近太空飛行平臺

在臨近太空飛行平臺上集中開發與概念驗證為高速巡航飛行器、高超聲速攻擊武器及進入太空的吸氣式系統提供革命性技術。其技術基礎來自40多年的技術，如在綜合高性能渦輪發動機技術（IHPTET）預研計劃下進行的緊湊、輕質、低成本Ma＝3.0～4.0的雙燃燒室沖壓發動機的地面試驗、Ma＝3.3～6.5的雙燃燒室超燃沖壓發動機的100多次地面試驗、第1臺飛行試驗型的、冷卻的碳氫燃料超燃沖壓發動機的30多次試驗、氫燃料超燃沖壓發動機的激波風洞試驗、70多次Ma＝10.0的試驗和20多次Ma＝12.0的試驗。其基準是B-2轟炸機、B777飛機、SR-71和D-21偵察機、低空戰略導彈（SLAM）、空對地遠程導彈（JASSM）、先進戰略空中發射導彈（ASALM）和航天運輸系統（STS）等。開發過程分為3個階段：（1）到2010年開發和驗證航程達1853.2 km、酬載比15%、Ma=4.0～6.0的一次性使用導彈和Ma=5.0～7.0的可重復使用導彈所需的技術；（2）到2015年開發和驗證航程達3706.4 km、酬載比30%、Ma＝6.0～8.0的一次性使用導彈，2 h內飛行8000 km、可生存性提高3倍的可重復使用導彈所需的技術和酬載比30%、飛行500次1次故障、至近地軌道11000美元/kg的可重復使用水平起飛/水平著陸雙級入軌（HT/HL TSTO）所需的技術；（3）到2020年開發和驗證Ma＝12.0以上一次性攔截導彈，2 h內任意到達、可生存性提高6倍的可重復使用系統和酬載比50%、飛行5000次1次故障、至近地軌道2200美元/kg的可重復使用HT/HL TSTO所需的技術。高速/高超聲速技術驗證路線如圖2所示。

圖2 高速/高超聲速技術驗證路線

為了滿足Ma＝0～4.0一次性使用巡航導彈的要求，需要開發與驗證高速渦輪發動機或沖壓發動機；為了滿足Ma＝4.0～15.0一次性使用中等航程打擊和攔截武器系統的要求，需要開發與驗證火箭發動機、碳氫燃料超燃沖壓發動機；為了滿足Ma＝4.0～15.0一次性使用長航程打擊和攔截武器系統的要求，需要開發與驗證火箭發動機和沖壓發動機；為了滿足Ma＝0～7.0可重復使用遠程打擊武器系統的要求，需要開發與驗證碳氫燃料超燃沖壓發動機和渦輪基組合循環發動機。

1.3進入太空飛行平臺

在進入太空飛行平臺上集中開發和驗證對保證未來往返太空武器系統具有響應性、安全性、可靠性和經濟可承受性的先進推進系統、飛機、運行與一體化和飛行子系統技術。其目標指向Ma＝0～12.0可重復使用吸氣式第1級導彈、可重復使用發射裝置、第2級火箭發動機、機動航空飛行器。基準是航天飛機、改進型一次性發射裝置（EELV）、X-33等。開發過程分為3個階段：（1）到2009年開發與驗證的飛行器能夠持續飛行7d、對氣候敏感（CAT1）、損失比例1/100架次、乘員安全系統大于99.8%、可重復使用系統酬載比8%、可重復使用系統直接成本低于200萬美元/架次、一次性使用系統發射成本低于600萬美元；（2）到2015年開發與驗證飛行器能夠持續飛行1d、耐氣候（CAT2）、損失比例1/1000架次、乘員安全系統大于99.98%、可重復使用系統酬載比16%、可重復使用系統直接成本低于400萬美元/架次、一次性使用系統發射成本低于4900萬美元；（3）到2025年開發與驗證能夠持續飛行12 h、耐惡劣氣候（CAT3）、損失比例1/10000架次、乘員安全系統大于99.999%、可重復使用系統酬載比24%、可重復使用系統直接成本低于200萬美元/架次、一次性使用系統發射成本低于4100萬美元（圖2）。

為了滿足上述要求，需要進行相應的碳氫燃料火箭發動機、氫燃料火箭發動機、可靠的第1級發動機、低成本的軌道上機動發動機及其部件技術和先進推進劑的開發與驗證。

1.4太空飛行平臺

在太空飛行平臺上重點開發和驗證超光譜/多譜段傳感器、綜合孔徑與激光雷達、大型天線、信號/圖像處理、傳感合成、信息合成、程序控制/反阻塞收發器和雷達通訊等一系列關鍵技術，以實現航空機動飛行器、響應載荷、太空態勢感知、太空系統防衛、快速部署/運用軍事有效載荷、持續全球ISR和強大的全球通信，無論何時何地都能提供需要的足夠信息，將為美國國防部提供前所未有的戰斗變換能力。

2 航空航天推進系統的發展

經過多年的開發與驗證，航空航天飛行平臺推進系統已經取得了顯著的進步，如圖3所示。下面介紹幾種典型發動機的發展現狀和未來構想。

圖3 高超聲速飛行器推進系統研制計劃

2.1自適應發動機

自適應發動機是1種變循環發動機，能夠獨立地改變風扇/核心機的空氣流量和壓比，可使飛機在起飛和機動期間所需的大推力和在執行遠程、持久攻擊和偵察任務的亞聲速飛行期間所需的低油耗集于一體，應用對象為亞聲速戰斗機、超聲速巡航戰斗機、超聲速運輸機、無人機、以Ma＝2.5巡航的飛行器等。預期收益與目標是：在多種飛行條件下性能最優，質量減輕25%，在最高溫度下工作時間延長10倍，總耗油率降低25%，使用半徑增大50%，待機時間延長5倍。關鍵技術包括：輕質簡單的變循環特征件，高效、寬流量范圍的壓氣機，工作范圍大的高效高溫渦輪，高效輕質隱身的排氣系統。

自適應循環發動機在自適應通用發動機技術（ADVENT）分計劃下開發和驗證。該預研計劃由RR和GE公司承擔，共耗資5.27億美元，在2010年10月完成了全尺寸發動機驗證機的驗證。自適應發動機是自適應循環發動機的發展型，在2012年美國空軍啟動的自適應發動機技術研制（AETD）預研計劃下開發與驗證。該預研計劃的目標是發動機效率和功率明顯提升，核心機尺寸更大，擬用于美國海軍第6代戰斗機F/A-XX、空軍第6代戰斗機F-X、未來轟炸機和其他戰術飛機上。2012年11月，美國GE和PW公司獲得6.8億美元的演示驗證合同，計劃于2013年完成自適應發動機的初步設計、關鍵部件的風險降低、發動機核心機技術成熟、縮比尺寸和全尺寸地面臺架試驗和發動機整機試車、發動機非安裝和安裝性能分析；于2015年前完成環形燃燒室和高壓壓氣機試驗，在2016年進行自適應風扇和核心機驗證機試驗，并完成地面演示驗證，在2017年進行發動機地面試驗。此后，美國空軍計劃在3年內進入工程與制造發展階段。PW公司第6代戰斗機發動機被稱為PW9000，核心機基于PW1000G齒輪傳動風扇發動機的，低壓轉子基于F135發動機的，最大創新是自適應風扇和自適應渦輪，設計難點是排氣系統隱身。

2.2高速渦輪發動機

高速渦輪發動機是指能夠滿足Ma≥4.0要求的渦輪發動機，包括一次性使用和可重復使用2種。前者可以用于高超聲速導彈，后者用于從發射到超聲速飛行范圍，且為飛行器加速。其技術在IHPTET預研計劃、通用的經濟可承受的先進渦輪發動機（VAATE）預研計劃下的關鍵時刻遠程打擊的革命性方法（RATTLRS）和高速渦輪發動機驗證機（HiSTED）分計劃下開發與驗證。

RATTLRS預研計劃是為先進高速巡航導彈開發和驗證高超聲速氣動、耐高溫材料、高度一體化的高速渦輪發動機技術等。先進高速巡航導彈能僅依靠渦輪發動機在Ma＝3.0時加速到巡航狀態，且彈體較輕、結構緊湊，更易于從戰斗機、轟炸機、軍艦等多種平臺上發射，并能在發射5～10min后擊中目標，為美軍增強更快捷的打擊能力，能較好地滿足對時間敏感目標打擊的要求。驗證的發動機為RR公司的YJ102R渦輪噴氣發動機，無需配備固體火箭發動機就能實現超聲速飛行，而且沒有加力燃燒室，具有內部通道結構簡單的特點。高速渦輪發動機的發展和飛行取證也可應用于TBCC推進系統。

HiSTED分計劃是為多種太空武器發射平臺開發和驗證多用途、低費用、Ma≥4.0的一次性使用高速渦輪發動機，可使高超聲速導彈到達目標的時間縮短80%，并且可靈活地執行超聲速巡航/亞聲速待機任務。該發動機驗證機由美國空軍和國防部先進計劃管理局（DARPA）投資，由RR北美技術公司和Williams公司合作開發和驗證，由前者開發和驗證的發動機被命名為XTE18/SL1，由后者開發和驗證的發動機被命名為XTE88/SL1。XTE18/SL1發動機是中等壓比、高溫單轉子無加力渦噴發動機，采用Lammiloy技術提高使用溫度。該預研計劃順利實施有益于Ma≥4.0戰略武器的推進系統和可重復使用的Ma≥4.0的TBCC發動機的未來發展。

2.3超燃沖壓發動機

超燃沖壓發動機是指燃料在超聲速氣流中燃燒的沖壓發動機，具有結構簡單、質量輕、成本低、比沖大和速度快等優點，適用于高超聲速巡航導彈、高超聲速航空器、跨大氣層飛行器、可重復使用的太空發射器和單級入軌空天飛機。

超燃沖壓發動機概念于20世紀50年代中期提出。1960～1975年，美國在空天飛機預研計劃和高超聲速試驗發動機（HRE）預研計劃下開展其原理探索和驗證研究。1985～1995年，在美國空天飛機（NASP）預研計劃下，以單級入軌、水平起降為目標開展了Ma＝4.0～15.0的氫燃料超燃沖壓發動機研究。1995年以來，以演示驗證氫燃料和碳氫燃料超燃沖壓發動機為目標，NASA、美國空軍和海軍實施了空軍高超聲速技術（HyTech）、超燃沖擊發動機驗證（SED）、高超聲速飛行（HyFly）、高超聲速澳大利亞/美國合作試驗（HyCAUSE）和獵鷹組合循環發動機技術（FaCET）等預研計劃，通過地面和飛行試驗，在超燃沖壓發動機的點火、火焰穩定、高效低阻燃燒、防熱結構等關鍵技術上取得了一些突破。

50多年來，美國開發了多種超燃沖壓發動機方案，其中以雙模態沖壓發動機和雙燃燒室沖壓發動機為研究重點，發展得相對較快。以氫燃料雙模態超燃沖壓發動機為動力裝置的X-43A進行了3次飛行試驗：第1次以失敗告終；第2次成功達到Ma＝7，成為以空氣噴氣發動機為動力裝置的世界上飛行速度最快的飛行器；第3次再次創造了Ma＝9.8的飛行速度世界紀錄，標志著吸氣式高超聲速飛行器技術取得重要進展。以液體碳氫燃料雙模超燃沖壓發動機為動力裝置的X-51A計劃進行4次飛行試驗，目前已完成3次：第1次在Ma＝5左右工作了140 s取得部分成功；第2、3次失敗；計劃于2013年春季或夏季進行最后1次試飛。HyFly驗證導彈也進行了3次飛行試驗，均以失敗告終。也就是說，美國的超燃沖壓發動機技術尚未成熟，還需長期深入驗證。美國空軍研究實驗室推進理事會描述了高超聲速超燃沖壓發動機技術從小型導彈到大型RLV（可重復使用運載器）的階梯式開發途徑：1980～2010年，研發配裝沖壓發動機的高超聲速導彈；2011～2015年，研發配裝小型超燃沖壓發動機的高超聲速導彈和小型發射系統；2016～2020年，研發配裝中型超燃沖壓發動機的大型高超聲速導彈和小型發射系統；2021～2030年，研發配裝大型超燃沖壓發動機的可操作的太空飛行器。

在水平軸向和水平徑向地震作用下，摩天輪的最大位移分別為30 mm和6 mm，遠小于《抗震規范》規定的彈性位移限值H/300=140 mm，滿足設計要求。圖5(a)、(c)所示為地震作用下摩天輪的位移云圖。

2.4 組合循環發動機

組合循環發動機是將2種或2種以上的推進系統組合一起來共同完成推進任務，主要有火箭基組合循環（RBCC）、渦輪基組合循環（TBCC）和渦輪/火箭基組合循環（T/RBCC）發動機3種類型。

組合循環發動機概念于20世紀50年代提出，自NASP結束后進入快速發展階段。90年代中期，NASA先后實施了吸氣式火箭一體化系統試驗（ISTAR）預研計劃和一體化空天技術（ISTP）預研計劃，以設想的第3代可重復使用運載器Spaceliner100為應用對象，對Aerojet公司的支板引射（Strutjet）火箭沖壓發動機方案和Rocketdyne公司的A5發動機方案進行了試驗驗證。

2001年，NASA開始實施下一代發射技術（NGLT）預研計劃，研發同時適用于火箭和吸氣式高超聲速飛行器的推進系統。在其7大推進技術預研計劃中，RBCC預研計劃主要針對地面試驗型Ma＝0～7的RBCC，驗證預期的性能、限制條件下的飛行，評估操作特性，提供備選創新部件的評估試驗平臺。TBCC預研計劃主要針對地面試驗型Ma≥4的TBCC，開發渦輪發動機工藝，使其技術可行、成本低廉且安全可靠，提供備選的創新工藝的評估試驗平臺，驗證包括推進和飛行器系統分析模式在內的預期性能；評估發動機操作特性。

2002年，在組合循環發動機部件（CCEC）預研計劃下，對采用RBCC+火箭的垂直起飛/水平著陸（VT/HL）的2級入軌軍用空天飛機（Sentinel）和采用TBCC+火箭的水平起飛/水平著陸（HT/HL）的2級入軌空天飛機（Quicksat）方案進行了比較評估。結果表明：垂直起飛需要大推力的動力裝置，在Ma≤2.0時，RBCC不能提供足夠的推力，比沖值也達不到要求。水平起飛要求的推力小，但加速時間長，消耗燃料多，返場距離大，需要攜帶的返場燃料多，經濟性較差。針對水平起飛飛行器的研究表明，在有效載荷均為9072 kg、運送到185.2 km圓軌道的情況下，以RBCC為第1級動力裝置的水平起飛TSTO起飛質量最大，是采用TBCC或渦噴發動機的HT/HL飛行器起飛質量的5～6倍。這一結論為開展從陸地強制應用與發射（FALCON，獵鷹）預研計劃提供了理論依據。

2003年，美國空軍和DARPA開始實施的FALCON預研計劃是1項旨在提升高超聲速飛行技術和發展新的低成本空間發射系統的雙目標聯合計劃。其中，FaCET計劃的目標是開發和驗證可重復使用、燃用碳氫燃料的TBCC，可以由常規跑道起飛，以Ma＝6的速度巡航，然后再著陸在常規跑道上。遠期目標中的高超聲速武器系統（HSW）采用TBCC作為第1級動力裝置，驗證發動機操作性能和TBCC流道、進氣口、燃燒室和噴嘴部件性能。各發動機部件將在超過TBCC發動機馬赫數范圍（重點是發動機循環轉換的馬赫數范圍）進行測試，綜合各部件技術進行自由噴氣發動機地面試驗。

2007年，美國空軍在完全可重復使用進入太空技術（FAST）預研計劃下分別對以渦輪發動機、火箭、TBCC、RBCC為動力裝置的TSTO飛行器針對體積和空載質量等參數進行分析。結果表明：對常規的運載類任務和軌道交會對接任務，以火箭＋RBCC為動力裝置的VT/HL TSTO飛行器最優，以渦輪發動機＋RBCC或TBCC＋RBCC為動力裝置的HT/HL飛行器次之。2008年，美國空軍委托Astrox公司對8種TSTO飛行器的構型進行了比較。結果表明，第1級為可重復使用LOX/煤油火箭發動機，第2級為一次性使用的RBCC發動機的發射系統結構尺寸和質量最優。

配裝組合循環動力裝置的超聲速飛行器的發展主要依賴于Ma＝4這一級別的渦輪發動機，但缺少Ma＝4的渦輪發動機預研計劃的支持。為此，航空噴氣公司提出了1種TBCC/RBCC推進系統——“三噴氣”發動機，即在其中1個渦輪通道內安裝火箭引射沖壓發動機，這樣可以在傳統渦輪發動機可以承受的速度下關掉渦輪發動機活門，保持火箭引射沖壓發動機活門打開直至達到Ma≥4。其具有以下優點：渦輪發動機體積可以很小，不加力即可實現起飛、空中加油和有動力著陸；火箭助推器體積也可以很小，在全加力模式下與渦輪發動機一起提供足夠的跨聲速加速度。

3 啟示

回顧美國航空航天飛行平臺和推進技術的發展，可以得到以下啟示。

3.1成立由政府牽頭的全國性研發團隊，確保國家戰略得以落實

美國航空航天飛行器的開發與驗證是在國家層面制定武器系統的研制戰略，集中全國的力量具體實施，研發團隊由政府的軍用部門和民用部門、武器系統研制商、大學和研究部門組成。可以在參與研究的機構中融資，集國家力量分階段為武器系統技術開發和驗證提供強有力的組織保障。如IHPTET、VAATE、綜合高效火箭推進技術（IHPRET）、X-51A等預研計劃的實施中都是如此。

1986年開始實施的IHPTET預研計劃的參研單位包括美國的陸軍、空軍、海軍和DARPA、NASA等5個政府部門，GE、霍尼韋爾（Honeywell）公司、PW、AADC、Williams和特里達因（Teledyne）大陸發動機公司等6家工業部門，還包括一些大學。吸取其經驗，1996年開始實施的IHPRPT預研計劃由美國的空軍、陸軍、海軍和國防部長辦公室、NASA，以及宇航和推進工業的一些合同商共同實施。X-51A預研計劃集結了美國多家政府機構和商業公司，體現了美國航空領域的整體技術水平。核心團隊包括萊特帕特森空軍基地的空軍計劃辦公室和SED-WR聯盟（包括波音公司在亨廷頓海岸的轉換太空系統，普惠洛克達因公司（PWR）在西棕櫚海岸的太空推進部）。

3.2制定適當的經費和時間計劃，確保關鍵技術得以驗證

美國提出的多個高超聲速飛行器和動力裝置研制計劃在過去的半個世紀中始終是立而棄，棄又立，X-43A和X-51A雖已完成了短時間的飛行，但距全面突破高超聲速飛行器與推進技術目標尚待時日，未來可能還會出現項目和計劃的反復。究其原因主要是基礎和關鍵技術研究不足，高估了當時技術基礎儲備，低估了可能面臨的問題，從而使項目規劃、進度和經費等諸方面出現不合理的情況，最終導致無法完全實現預定目標。

就超燃沖壓發動機而言，雖然在超聲速條件下碳氫燃料的點火與穩定燃燒、發動機產生足夠推力、超燃下的壓力振蕩等技術難題陸續取得重大突破，但X-51A飛行試驗表明，進氣道、發動機啟動與模態轉換尚待繼續研究。Strutjet和A5發動機盡管進行了地面試驗，但尚未進行飛行實驗，一些關鍵技術并未得到驗證。因此，堅實地打好技術基礎，在技術應用時做好延承，高超聲速技術才可能取得成功。

3.3適時調整技術目標，確保少走彎路

隨著對航空航天飛行平臺和推進技術認識的不斷加深，美國政府基于當時的技術基礎和發展進程，對預研計劃目標進行了多次適時調整。

20世紀90年代中期，總結由于低估了超燃沖壓發動機研制的難度致使X-15、X-17、X-20、X-23、X-24、X-30國家空天飛機最終放棄或中途夭折的教訓，美國對高超聲速導彈、高超聲速飛機和空天飛機技術的發展進行了調整，確立了更為現實的分階段逐步發展的思路，首先選擇巡航導彈為突破口，而后轉向其他飛行器與天地往返運輸系統的研制，降低了近期的發展目標。

2001年，美國提出了國家航空航天倡議，重申了以高超聲速巡航導彈為“敲門磚”的發展戰略。2002年，NASA終止了X-飛行器預研計劃，將太空發射（SLI）預研計劃重構為NGLT和軌道航天飛機（OSP）預研計劃，重點開發與驗證遠景所需的系統和技術。2004年1月，美國總統布什宣布新的太空探索倡議，重點開發和驗證遠景系統和技術。2007年，美國制定了“國防部高超聲速預研計劃路線圖”，按照該路線圖，美國高超聲速飛行器技術主要支撐打擊/持續作戰能力、空中優勢/防護能力和快速響應太空進入能力3個領域的能力需求。2011年5月，美國透露其制定的包括高超聲速武器和高超聲速飛機的高超聲速飛行器發展路線圖，重新規劃了2011～2016財年技術發展安排。這些都是基于當時計劃目標的完成情況進行的適當調整。

4 結束語

綜上所述，美國已經實現了航空技術優勢，正在規劃近期、中期和遠期的技術與產品發展方向，不斷探索新的研究領域，以實現“海空天一體化的航空航天全面優勢”。通過大量的研究，已經開發與驗證了超燃沖壓發動機、耐高溫材料、結構一體化等關鍵技術，取得了明顯進展，積累了一些經驗。但是，由于技術成熟度不高、技術跨越巨大、研究周期較短和試驗經驗不足等原因，美國X-51A和HyFly等超聲速飛行器飛行試驗相繼失敗，說明了安排好基礎研究、應用研究、技術驗證、型號研制和應用發展的重要性，尤其應重視在應用研究和技術驗證之前加強基礎研究、夯實技術發展基礎的極端重要性。中國可以借鑒美國的經驗與教訓,從體系對抗的角度思考和組織航空航天飛行器和推進系統的研究工作，尋找和突破能夠顛覆現有格局的新概念和新技術，以實現從跟蹤式預研向對抗式預研的轉變。

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LIANG Chunhua.Key features of versatile affordable advanced turbine engine program[J].Aeroengine,2011,37（5）：58-62.（in Chinese）

[12]方昌德.航空發動機的發展前景[J].航空發動機,2004,30（1）：1-5.

FANG Changde.Prospective development of aeroengines[J]. Aeroengine,2004,30（1）：1-5.（in Chinese）

[13]梁春華.通用的、可承擔起的先進渦輪發動機(VAATE)計劃[J].航空發動機，2001（3）：44.

LIANG Chunhua.The versatile,advanced,affordable turbine engines program[J].Aeroengine,2001（3）：44.（in Chinese）

Future Development and Enlightenments for US Aerospace Platform and Propulsion System

LIANG Chun-hua,LIU Hong-xia,SUO De-jun,SUN M ing-xia
（AVIC Shenyang Engine Design and Research Institute，Shenyang 110015，China）

US aerospace development strategies were analyzed from 1950s,and the development of US aerospace was introduced and the development and the features of four aerospace platforms such as aviation platform,approach space platform,access space platform and space technology platform were concluded.The status and future development of propulsion system technologies including adaptive engine,high speed turbine engine,scram jet,and turbine based combined cycle engine and rocket based combined cycle engine required for four platforms were overviewed.The important enlightenments of implementing national strategy,grasping technology foundation and adjusting targetwere obtained for aerospace development in China.

aerospace platform;propulsion system;access space;adaptive engine;high speed turbine engine;scram jet;combined cycle engine

2012-06-19

梁春華（1968），男，工程碩士，自然科學研究員，主要從事航空發動機和航改燃氣輪機情報研究工作。