洛马公司的SR-72

波音的高超声速模型

XB-70轰炸机验证机

波音方案采用大后掠双三角翼无尾加双垂尾布局

1月10日，美国波音公司在美国航空航天学会2018年度科技研讨及展览会（AIAA SciTech 2018）上，首次公开展出了高超声速飞机模型，波音公司高超专业首席科学家和首席设计师等在展会现场披露了相关概念方案及研制计划等信息。这是继2013年美国洛克希德·马丁公司公布其SR-72高超声速飞机项目之后，美国第二家军工企业高调公开披露其高超声速飞机概念方案及研制计划。这意味着美国两大军工巨头在高超声速飞机领域已经积累了相当的科研成果，而且竞争态势也上升到了“正面交锋”的程度。不难预见，两大巨头的大力投入和相互竞争，必将助推美国高超声速飞机进入高速发展阶段。

波音公司高超声速飞机科研背景

1. 具有丰富的高超声速飞行器及大型高速飞机的研制试飞经验

波音公司是最早介入美国高超声速技术研发的军工企业之一，在上世纪就成功研制了X-15试验机（有人驾驶、火箭动力、载机放飞、滑翔着陆，最大速度马赫数6.7）、XB-70“女武神”轰炸机验证机（总重240吨，涡轮动力，水平起降，最大速度马赫数3.2）等高马赫数飞机，并成功试飞了数百架次。进入21世纪后，波音公司又成功完成了X-43A（2007年实现最大飞行马赫数9.8）和X-51A（2013年实现最大飞行马赫数5.1）等高超声速飞行器的研制和试飞，分别成功验证了氢燃料和碳氢燃料超燃冲压发动机技术，获取了大量宝贵的吸气式高超声速飞行试验数据和工程经验。虽然这些都不是严格意义上的高超声速飞机（水平起降、吸气式动力、最大速度马赫数5以上），但无疑为波音公司研发高超声速飞机奠定了坚实深厚的技术和工程基础。

2. 至少在2009年以前便已形成了一轮高超声速飞机方案

此前，波音公司从未主动公开披露过其开展高超声速飞机研究的信息。但从美空军2010年归档的一份公开研究报告成果中我们发现，波音公司至少在2009年以前便已经完成了一轮高超声速飞机概念方案，该方案被波音公司称为Manta 2025方案。

Manta 2025方案充分体现飞发高度融合的设计理念和外形特征，采用了典型的大后掠三角翼乘波体布局，将飞机前体与进气道、后体与尾喷管合二为一，整个推进系统与机身高度一体化。机身扁平，机翼后掠角极大，翼展及襟副翼尺寸都较小，垂尾内倾且明显截短。推进系统采用并联式涡轮基冲压组合发动机（TBCC），并采用了独特的左右并联式紧密布置方式。该方案设计上明显偏向高速性能，牺牲了低速性能，且飞控难度较大。该方案的关键指标包括：最大速度马赫数7，总重84吨，空重34吨，载荷2.3吨。

波音公司本次公布的概念方案及研制计划

波音公司最初完全依靠自筹资金启动了高超声速飞机概念方案研究项目，但在后续科研过程中获得了2014年起美国防部国防预先研究计划局（DARPA）“先进全状态发动机”（AFRE）项目和2016年起美空军涡轮基冲压组合发动机（TBCC）飞行验证机概念研究项目的经费支持。本次公开披露的高超声速飞机概念方案就是该项目的研究成果。

1. 概念方案

采用大后掠双三角翼无尾加双垂尾布局，机身有明显的细长型突起脊背，机腹平坦，两侧有明显的大后掠边条。该设计既可以在高超声速段获得乘波升力，又可以在起飞降落等低速段依靠前部边条产生的涡流获得涡升力。机身背部高高隆起的脊背既平滑了跨声速面积律，又大大提高了机身容量，为布置任务载荷、燃油等留下了充足空间。

飞机采用涡轮基冲压组合（TBCC）发动机，包含常规涡轮发动机和双模态亚燃／超燃冲压发动机，二者共用进气道和尾喷管。两台TBCC发动机并排紧密布置在机腹中央，每台TBCC内部则采用了涡轮发动机和冲压发动机左右并联的布置方式，而不是上下并联。内转式进气道采用了突出的中间隔板设计，进气道的位置刚好可以捕获前机身在机鼻处产生的激波，尾喷管也采用了突出的船尾型分隔尾椎设计。总体而言，新方案明显借鉴了XB-70轰炸机的布局特征，显示出两者间密切的技术渊源。

此外，从模型外观上看，该方案没有座舱，应该是一个无人驾驶方案，也未见起落架、载荷舱等细节。波音公司未披露该方案的任何指标，只透露最大飞行速度达到马赫数5以上，并特别强调了飞发一体化设计技术在开展高超声速飞机概念方案研究中的重要性。

2. 研制计划