洛克希德·马丁公司公开表示,高超声速武器领域的竞争重心正在发生转移:衡量标准不再是单纯的峰值速度,而是能否在大气层内持续动力飞行、保持机动,并实现规模化生产。

该公司指出,达到马赫数5并非新的技术成就,洲际弹道导弹数十年来早已超过这一速度。真正的难点在于让一个有动力的飞行器在大气层内维持高超声速,同时保留机动能力。这一要求带来严峻的热力学与气动压力:在马赫数5条件下,压缩空气可使飞行器表面温度超过2200华氏度,超出铝材和普通钛合金结构的承受极限。为此,制造商转向碳纤维复合材料、特种陶瓷和耐热涂层,以保持飞行器结构完整。

除了材料,飞行器还必须在一条狭窄的飞行走廊中运行——空气密度较高的一侧会产生破坏性高温,而空气过于稀薄的一侧又无法维持吸气式发动机工作。洛克希德·马丁公司战略与导弹防御系统副总裁兼总经理约翰纳森·考德威尔表示,在电脑屏幕上设计马赫数5是一回事,但建造能在真实环境中存活的高温系统需要数十年积累的经验。他称该公司近七十年的研究、测试与集成经验使其能够应对这些复杂挑战。

在动力方案上,超燃冲压发动机被视为实现较长时间大气层内飞行的关键,因为它从周围空气中获取氧气,而无需携带沉重的氧化剂储罐。这种发动机没有风扇或涡轮,依靠飞行器的前向速度压缩空气,再与燃料混合。超燃冲压发动机无法从静止状态启动,因此武器必须先加速到足够速度。洛克希德·马丁公司列举了空中投放、冷气弹射和热发射等初始加速方式。

持续动力使高超声速飞行器能够飞得更低并在任务中机动。与沿可预测弹道飞行的弹道导弹不同,它可以改变航向,使防御系统可用于判断其目的地并作出反应的时间更短。洛克希德·马丁公司称,这种组合支持从较远防区外距离对先进防空网络实施打击,并将可机动的高超声速系统定位为一种常规选项,能够以很少的预警时间抵达受防御目标。

当前的工业挑战正从制造试验飞行器转向批量生产作战武器。工厂需要用于复合材料结构的机器人检测系统、用于防护涂层的高温炉,以及能够支持空射、海射和陆射构型的生产方法。洛克希德·马丁公司导弹与火控部门空中优势与打击武器副总裁兼总经理乔恩·希尔表示,再好的设计如果停留在研发阶段,对作战人员也没有帮助;如今重要的是拥有经过验证的系统和成熟的制造能力,能够快速向作战人员交付高质量硬件。

该公司认为,进展将取决于能否把推进、热控制和机动能力与可靠的批量生产结合起来。这意味着关注点正从孤立的的速度纪录,转向能够持续提供动力、在极端条件下存活并按作战数量交付的系统。