美國研製GO Launcher 1高超聲速飛行器

原標題:美國研製GO Launcher 1高超聲速飛行器

為響應高速飛行試驗能力建設需求，美國時代軌道發射服務公司（Generation Orbit Launch Services，簡稱GO公司）正在美國愛德華茲空軍基地緊密開展高超聲速飛行試驗床的熱試車和系留飛行試驗等準備工作。GO公司目前正在研製一型用於亞軌道研究和高超聲速飛行試驗的「GO Launcher 1」（GO1）飛行器，目標是彌補自從1968年美國空軍X-15試驗機退役以來留下的高空高速飛行試驗能力缺口。

目前GO公司正在進行大量的風洞試驗，並將陸續開展一系列熱試車評估和系留飛行試驗，計劃2018年試製首個GO1飛行試驗飛行器，並在2019年初開始進行有動力的飛行試驗。

GO1飛行器進展和計劃概覽：

●定位為亞軌道和高超聲速飛行試驗；

●目前正在美國空軍基地開展5.3%縮比的風洞試驗；

●計劃11月份進行GO1液體火箭熱試車；

●計劃10月份將機械部件海運至NASA阿姆斯特朗研究中心以準備系留飛行試驗；

●計劃2019年初進行全尺寸飛行器首次飛行試驗。

GO1飛行器簡介

GO1飛行器採用單級液體火箭發動機，重約2400磅（約1090千克），載荷能力為300～1000磅（約136～454千克），由改裝過的「灣流」Ⅲ公務機從空中發射，可用於開展高空微重力飛行試驗，可通過壓低彈道開展高馬赫數高動壓高超聲速飛行試驗。

其中，關於高超聲速飛行試驗能力，GO1飛行器可用於投放類似X-51A這樣帶有吸氣式推進系統的飛行器，也可用於投放類似HTV-2這樣助推滑翔式的飛行器。GO1飛行器本身也可以作為高超聲速巡航載具，可持續提供長達1分鐘的85000英尺（約26千米）高度、Ma6速度、1000psf動壓的試驗條件。GO公司CEO安東尼·皮普利卡表示，「這很適合用來測試高速推進系統，而不必依賴受測推進系統的推力、控制或數據等條件。」儘管1分鐘的時長距離達到結構熱平衡還是太短了，但已經足以得到靜態（熱環境）條件，而這也是一個很不錯的基礎。「我們希望能夠僅依靠常規的保障條件就可以提供經濟實惠的、可高頻次使用的高馬赫數高動壓飛行試驗能力。」

關於高空微重力試驗能力，GO公司主要聚焦在50000～120000英（15.4～37千米）高度、Ma4～8速度的飛行包線範圍內。皮普利卡表示，「這個範圍是我們真正感興趣的。這是高速系統推進和控制涉及的主要範圍，也是研究邊界層的科學家們最關心的包線範圍。」

GO1飛行器研製進展

地面風洞試驗：按照美國空軍研究實驗室（AFRL）去年底授予GO公司的合同，GO公司要在2017年11月份完成熱試車用全尺寸功能樣機的總裝工作。該樣機含有推進劑儲箱、發動機、增壓系統、傳輸系統、航電以及工裝等設備。配裝的液氧煤油火箭發動機海平面推力為5000磅（約2270千克）。按照該合同，GO公司同時還在美國空軍萊特帕特森空軍基地進行GO1飛行器5.3%縮比模型的風洞試驗。目前已經在該基地的跨聲速氣動試驗設施上完成了Ma0.23～3範圍內的初步試驗。後續試驗將從8分月開始在最近開放的AFRL馬赫數6高超聲速「Ludwieg管」式風洞進行，並將持續到9月份。試驗模型將包含可動控制舵面和模塊化載荷，以獲取不同舵面偏轉狀態和載荷形狀下的試驗數據。皮普利卡還補充，「我們還製造了一個5.3%縮比的『灣流』III公務機模型件，將在10月份在紐約卡爾斯潘跨聲速風洞中進行試驗。試驗內容主要集中在系留狀態下的氣動力和外掛物分離試驗。這是該項目的一個關鍵技術風險點，對此我們非常重視。」

系留飛行試驗：與此同時，GO公司正與NASA一起開展其他的系留模型試驗。全尺寸惰性試驗件已經按照重量特性完成了外模線拼裝，並將在10月份掛載NASA「灣流」Ⅲ飛機機腹下進行系留飛行試驗。試飛地點選在NASA阿姆斯特朗飛行研究中心。「系留飛行試驗將幫我們掌握該組合飛行系統的操穩特性，驗證結構和載荷模型。飛機將攜帶外掛模型件達到高度35000英尺（約10.8千米）、速度Ma0.7以及飛行航跡角30°的分離臨界條件。」系留飛行試驗還將模擬發射任務臨時取消的情況，並將後續將在卡爾斯潘進行的外掛物分離試驗提供相關試驗數據。

自由飛行試驗：根據目前計劃，GO1將在2019年初在佛羅里達州約200海裡外的海域上空完成首次帶動力的自由飛行試驗。試驗目標是證明飛行器基本的可操作性以及持續提供5秒鐘以上速度Ma6、動壓1000psf的飛行環境。

GO1-3系列飛行器總體計劃

皮普利卡表示，「在X-15之後，還沒有人能夠做到這一點。因此我們做好了充分準備去迎接各種可能出現的問題，並且我們後續還要投資研製更大型的飛行器。」

GO公司計劃研製GO3小衛星運載飛行器，該運載器採用了兩級液體火箭，載機是更大的DC-10飛機的改進型，可將500千克載荷送入太陽同步軌道，計劃在2020年代初期投入使用。GO公司在更早前還曾計劃研製軌道載荷能力40千克的GO2運載飛行器，但後來該計劃被取消了。