美国防务企业 Hermeus 正在推进一套新的高马赫数飞行试验架构,核心思路是用可重复使用的 Quarterhorse 飞行器,把消耗性的 Ramjet-X 冲压动力试验飞行器带到所需的速度和高度后释放,从而降低持续高马赫数飞行测试的成本。
冲压发动机需要较高的初始速度才能工作,传统做法往往要为每次飞行配备大型消耗性助推器,这是试验成本居高不下的主要原因之一。按照 Hermeus 的设想,Quarterhorse 将承担把 Ramjet-X 加速并爬升到发射条件的任务;释放试验飞行器后,Quarterhorse 返回并可用于后续任务,而 Ramjet-X 则在冲压发动机动力下继续飞行。
公司计划以这套系统提供所谓“高马赫数飞行测试即服务”的商业模式,让客户能够进入过去成本高昂、难以复现的飞行条件。客户和合作伙伴可以在 Ramjet-X 上安装传感器、载荷、通信与计算设备,也可搭载自主软件、材料样品、推进技术及其他实验系统。Hermeus 方面表示,将提供飞行器、可重复使用发射平台和飞行试验基础设施,客户因此可以把精力集中在被评估的设备上,而不必为每次实验单独建造高速飞行器和测试项目。
Hermeus 首席执行官 Zach Shore 表示,高速飞行测试极其昂贵,且试验机会有限;Ramjet-X 提供了一种把新系统送入持续高马赫数环境的方式,无需每次都建立昂贵的一次性测试项目。他还称,把速度、持续飞行和可扩展性整合到一个系统中,有助于降低从这些条件中获取有价值数据的门槛,并加快公司自身及客户项目的进度。
公司预计,这种可重复使用的发射架构既能支持内部研发工作,也能服务外部测试需求。目前研发工作已在 Hermeus 位于 佛罗里达州 和 加利福尼亚州 的设施展开:冲压发动机正在该公司位于 杰克逊维尔 的 HEAT 站点进行测试,高温结构则在位于 埃尔塞贡多 的总部开发。
从技术路径看,这套方案的关键在于把“发射平台”与“试验载荷”分离:可重复使用的 Quarterhorse 负责提供初始速度和高度,消耗性的 Ramjet-X 则专注于在冲压动力下维持高马赫数飞行。这种分工如果能够稳定实现,可能改变高马赫数试验的经济性——过去每次试验都要消耗助推器和试验飞行器,而新架构下主要消耗的是较小的 Ramjet-X。
不过,该方案仍处于开发阶段,实际飞行验证、发射分离可靠性、重复使用周转效率以及成本能否如预期下降,都还有待后续测试数据检验。对于关注高超声速与冲压动力技术的观察者而言,Hermeus 的进展提供了一个值得跟踪的试验基础设施商业化案例。