從美國國防部2017財年科研預算看高超聲速技術

胡冬冬　楊依然

2016年2月9日以來，美國國防部、各軍種以及國防部直屬機構陸續公布了2017財年（2016年10月1日至2017年9月30日）預算申請文件。其中，美國空軍、海軍、國防高級研究計劃局（DARPA）、國防部長辦公廳（OSD）等公布的研究、開發、試驗與鑒定（RDT&E）預算文件均公開披露了美國當前針對高超聲速技術領域開展的科研項目以及預算經費投入情況，為外界了解美國高超聲速技術領域的最新發展態勢提供了_一個新的視角。

目前，美國高超聲速技術的科研預算并未設置一個統一的計劃科目，而是分散在不同軍種/部門的多個預算科目To本文以項目為基本元素、通過關鍵詞篩選了高超聲速技術相關的科目、計劃及項目。需要指出的是，從多個項目內容的描述上，美國國防部目前依然在延續使用21世紀初國家航空航天倡議（NAI）中的“高速/高超聲速”（high speed/hypersomic）概念術語，其超聲速和高超聲速飛行器相關技術是結合在一起研究的，兩者并未割裂開。另外，基礎研究以及某些特別領域涵蓋的應用范疇較為寬泛，高超聲速飛行器只是應用方向之一，無法剝離，本文在項目統計時一并計入在內。

美國2017財年高超聲速技術領域預算申請總體情況

預算申請經費總額比上兩個財年有較大幅度增長

從2017財年預算文件編列的與高超聲速技術領域相關的項目數量來看，空軍的16個為最多，OSD有8個，DARPA則有6個，海軍僅有1個。除個別項目外，絕大部分為上一財年的延續性項目。

從項目經費總計來看，2015財年實際經費總額為5.004億美元，2016財年批復的預算經費總額5.219億美元，2017財年預算申請總額7.158億美元，比上一財年增長37%。

從軍種部門經費分配結構來看，空軍占據主導地位，OSD和DARPA占比達40%

從2017財年不同軍種部門經費申請情況來看，空軍、OSD和DARPA均有增加，OSD和DARPA的申請額比2016財年增加1倍左右。

從經費分配結構來看，2015、2016兩個財年不同軍種部門在高超聲速技術領域的經費投入比例保持穩定。空軍投入最高，年平均投入5.98億美元（占比59%）；其次是OSD，年平均投入2.39億美元（占比23%）；DARPA年平均投入1.78億美元（占比17%）；海軍投入最少，不足0.1億美元，占比僅為1%。

按科研活動類別經費配置結構來看，系統開發與演示驗證（BA6.5）的預算申請占比大幅提升，經費絕對規模增長1倍

從美國國防部2015—2017財年高超聲速技術領域科研活動類別的預算經費投入結構來看，2015與2016財年經費結構比例大致相當，2017財年申請經費結構有所變化。

從2015—2016財年經費結構來看，基礎研究（BA6.1）經費投入穩定在9%，應用研究（BA6.2）經費投入占比31%～35%，先期技術發展（BA6.3）經費投入最高，占比39%～41%，系統開發與演示驗證（BA6.5）占比17%～19%。

從2017財年預算申請情況來看，基礎研究（BA6.1）與應用研究（BA6.2）經費投入占比均有所減少（分別為7%和26%），但經費的絕對規模比前兩個財年略有增長；先期技術發展（BA6.3）經費投入比例與前兩年基本相當，但經費的絕對規模比上一財年增長38%；系統開發與演示驗證（BA6.5）經費占比大幅提升，從17%～19%增至26%，經費的絕對規模也比上一財年增長了近1億美元（為2016財年的2倍）。造成BA6.5項經費大幅度增長的主要因素是AHW項目申請經費的猛增。

按細分技術領域經費配置結構來看，飛行器總體（含演示驗證）的預算申請比例大幅增長，經費絕對規模增長1倍。

在進行不同技術領域經費投入統計時，除去了基礎研究（2015-2016財年每年4400萬～4500萬美元，2017財年申請5115萬美元）以及試驗設施建設（CTEIP新申請1600萬美元，CPGS靶場建設200萬美元）這兩類經費。

從美國國防部2015—2017財年高超不同技術領域科研預算經費投入結構來看，2015—2016財年經費結構比例大致相當，2017財年申請經費結構有所變化。

從2015—2016財年經費結構來看，飛行器總體技術領域（含演示驗證）經費投入占比最高，達48%～52%（包括氣動與一體化集成），動力技術領域經費投入占比22%～23%（包括高速渦扇/渦噴發動機技術、超燃沖壓發動機技術、碳氫燃料技術等），制導導航與控制（GNC）占比13%～15%，材料與結構占比7%～8%，試驗技術占比5%，引信技術占比1%。

從2017財年預算申請情況來看，飛行器總體（含演示驗證）的預算經費申請比例大幅增長，占比高達65%。經費絕對規模從前兩個財年2.3億美元的水平增至4.5億美元（約為前兩個財年的2倍）。其它領域經費申請規模相比前兩個財年變化不大。

預算重點投入的項目內容和應用方向分析

從預算投入的重點項目及應用方向來看，高超聲速打擊武器是美國國防部當前經費分配中優先投入的重點。

面向高超聲速打擊武器總體集成與演示驗證的項目經費申請額度大幅增長，相應關鍵技術支撐項目經費申請額保持穩定。

當前，美國在研的高超聲速武器科研項目主要有兩類，一類是空軍/DARPA牽頭的戰術射程的高速打擊武器（HSSW）項目；另一類是列入OSD預算文件納入CPGS計劃科目下的戰略射程的AHW項目和HTV-2項目。空軍高速打擊武器（HSSW）項目（對應“634926/高速/高超聲速集成與演示驗證”計劃下“高速/高超聲速飛行器技術”項目）2017財年申請了近1億美元（9280萬美元）的預算，比2016財年批復額增加約83.3%。再加上DARPA為HSSW的兩個子項目——高超聲速吸氣式武器方案（HAWC）和戰術助推滑翔方案（TBG）申請的經費，HSSW項目在2017財年的預算申請總額高達1.651億美元，超過上一財年批復總經費的2倍。

在支撐上述武器演示驗證的關鍵技術項目上，動力、制導等關鍵分系統技術領域均有經費投入保障其持續開展。

“622068/先進制導技術”計劃下“制導技術”項目近三個財年經費逐年增加，2017財年申請了1426萬美元，比2016財年批復額增加約56.5%。開發制導子系統集成與評估技術（包括不依賴GPS的精確制導技術），以用于開環/閉環地面試驗、飛行試驗風險降低以及創新方案的數值模擬。

“635098/先進航空航天推進”計劃下“超燃沖壓發動機技術”項目，前兩個財年平均每年經費2500萬美元，2017年申請額延續了這一水平，持續用于支持高速打擊武器（HSSW）超燃沖壓發動機的開發和演示驗證。

此外，63670A計劃下的“先進彈藥方案技術”項目也值得關注。該項目在2015財年完成了吸氣式和助推滑翔武器方案的系統需求評估，更新了在高超聲速飛行空域范圍內制導控制和末段機動的建模仿真與分析工具，開發了用于高超聲速機身和創新的戰斗部方案，同時開始開發仿真試驗臺，驗證開放系統架構接口和武器系統設計（包括數據鏈）。2016財年繼續開展相關的遠程打擊武器技術演示驗證，解決武器與載機集成以及末段高速碰撞等問題，為后續采辦計劃降低風險（2017財年，63670A被轉為63670B“武器方案開發”計劃下，編列預算4150萬美元，旨在進一步集成引戰技術和制導技術，對空射常規武器采辦進行風險降低）。

面向高超聲速飛機平臺應用首次編列了AFRE項目，且中等尺寸超燃沖壓發動機項目預算呈現較大幅度增長

DARPA在2017財年的RTD&E預算申請中首次編列了一個名為“先進全狀態發動機”（AFRE）的項目，旨在確立高超聲速飛機TBCC推進系統的可行性。該項目可能是2011財年被中止的支撐“黑雨燕”高超聲速飛機平臺TBCC發動機模態轉換（MoTr）項目的延續。AFRE項目將利用商用渦輪發動機對TBCC發動機從渦輪轉換到雙模態沖壓發動機（DMRJ）的過程進行演示驗證。項目計劃先分別開展TBCC發動機若干大尺度部組件的研制和試驗驗證工作，然后再集成開展全尺寸自由射流TBCC推進系統模態轉捩地面試驗。這些目標的達成將推動高超聲速系統轉化應用到未來遠程打擊、高速ISR和兩級入軌等領域。

此外，“623012/先進推進技術”計劃下“超燃沖壓發動機技術”項目（面向中等尺寸超燃沖壓發動機）2015財年和2016財年的經費分別為1725萬美元和1967萬美元，2017財年申請了2710萬美元，增加約38%。這一動向也預示著美國正欲加大高超聲速飛行平臺的科研力度。

面向空間進入應用方向的高超聲速項目申請額大幅增長

2017財年，DARPA負責的以火箭為動力的可重復使用實驗型空天飛機計劃（XS-1）預算申請額大幅增長，從前兩個財年2500萬～3000萬美元的經費水平增長至5050萬美元，以支撐其低成本太空進入能力。

與此同時，支撐空天飛行器應用方向的結構材料、動力等關鍵技術領域基礎科研項目仍在持續滾動進行，經費投入基本保持穩定。

CTEIP首次為高超聲速試驗設施建設編列了1600萬美元

OSD在其2017財年預算文件中首次在國防部核心試驗與鑒定設施投資計劃（CTEIP）下專門為高超聲速飛行器試驗設施建設編列了1600萬美元的預算經費，以提升高超聲速飛行器地面試驗能力。該經費將主要用于擴展阿諾德工程發展中心（AEDC）的H2高超聲速試驗設施的中壓電弧加熱器能力，以確保滿足快速全球打擊機動再入飛行器（MARV）以及超燃沖壓發動機部件的地面試驗條件，解決高超聲速巡航導彈和助推滑翔武器研發和作戰試驗中的關鍵能力缺陷。

情報評述

美國2017財年國防經費的資源分配比例以及重點投入方向是依據2014年新版四年一度防務評審報告以及2015年7月發布的新版《軍事戰略》等戰略文件為指導而編制的。在外部威脅和挑戰更加多元復雜、財政緊縮形勢依然嚴峻的大背景下，對重點裝備技術領域經費資源的優先保障尤為重要。

從對手的發展態勢來看，俄羅斯等國近兩年來頻繁披露的高超聲速項目試飛動態從一定程度上給美國帶來了軍備競賽的壓力。早在2014年，美國國防部主管研究與工程的國防部部長助理阿蘭·沙費爾聲稱，“美國不愿成為‘高超聲速領域的第二，但如果俄羅斯持續投資的話，這可能就會成為事實”。

當前，高超聲速技術研究與發展已被美國國防部列為2017財年美軍武器裝備現代化投資重點的7大領域之一，也是美國第三次抵消戰略下支撐其常規威懾能力的技術群中首次被國防部部長級的高層官員重點提及的技術領域之一。對高超領域科研預算經費的統計結果表明，2017財年高超聲速技術領域系統開發與演示驗證（BA6.5）以及飛行器總體集成的預算申請經費比例均呈現大幅增長態勢，經費絕對規模均增長1倍，很好地反映了國防部欲加大該技術領域投資力度、領先對手快速形成裝備能力的強烈訴求。

在具體項目上，戰略射程的高超聲速助推滑翔武器（AHW）和戰術射程的高速打擊武器（HSSW）在2017財年的申請預算經費均大幅度增長，國防部核心試驗與鑒定設施投資計劃（CTEIP）首次為高超聲速飛行器試驗設施建設編列了預算經費，開始著手提升高韶聲速飛行器地面試驗能力，解決高超聲速巡航導彈和助推滑翔武器研發和作戰試驗中的關鍵能力缺陷，均表明美國正在緊鑼密鼓地推動其高超聲速技術武器化進程。

伴隨著國防預算申請文件的編制和發布過程，2016年1月到3月份左右，軍方、國會議員、軍工企業、智庫等頻繁針對高超聲速技術發展進行造勢，強調高超聲速技術發展對美國軍事安全的重要性，美國應立即開始慎重而穩定地推進高超聲速飛行器實用化。

需要指出的是，每年2月美國國防部向國會提交下一個財年的預算申請后，后續將提交國會審議、總統批準并實施（一般在9月末總統簽署年度授權法案和撥款法案后，可確認預算批復經費），通常申請額與批復額之間會有一些差異。2017財年美國高超聲速技術領域究竟能夠批復多少預算經費，取決于國防部（軍方）、國會和軍工企業之間的復雜博弈過程，有待進一步觀察。