文|谷火平
撰文：利刃ZYL
就在上个月的第53届巴黎航展上，欧洲人隆重揭开了其第六代战斗机计划的神秘面纱。根据主研制方法国达索公司的意思，该机将在2026年实现首飞，综合运用多种顶尖技术，让欧洲人重执世界先进制空战机之牛耳。
但问题在于，根据航展上发布的模型来看，这款欧洲下一代战机在各方面其实更像是把市面已有的各种五代机技术捏在一起的大杂烩，顶多算个五代机的plus版，距离众人想象中的那种新一代战机该有的惊艳之感相差甚远。
欧洲人的下一代战机水分太大
因此要谈论下一代战机的先进程度，还是得看始终带领世界战斗机发展风潮的美国人。而就在本月，据防务博客网站报道，美国空军官方杂志《飞行员》日前发表了一篇文章，称美国国防高级研究计划局（DARPA）和美国空军研究实验室（AFRL）正在为美军的未来战斗机积极努力，并向该杂志提供了一些相关细节。
被称作美军第六代战机的想象图，当然实际上该方案只是波音给美国海军第六代战机项目提供的一个脑洞方案
众所周知，以F-22为代表的美军第五代战机框定了第五代战机的标准，即所谓“4S”标准：超级机动、超级隐身、超声速巡航与超视距攻击，而在制定未来战斗机的新标准时，DARPA和AFRL就特别指出，将超声速巡航能力进一步发展到高超声速巡航能力绝对是必须满足的硬性标准。
1.5马赫的巡航能力让F-22把世界其它三代机甩开了质的差距
这是因为五代机的超声速巡航指的是在1马赫到3马赫之间的巡航能力，而高超声速则是5马赫以上的范畴，如果能把战机的巡航速度进一步提高到这个水准，战机的有效作战范围、响应速度乃至综合战术性能指标都将再一次迎来革命般的进步。
尤其在中俄等新兴大国开始在高超声速领域表现出对美国足够强大的追赶能力的当下，美国政府迫切希望自己在未来依然能保持自己的制空权优势。就如美军战略司令部司令约翰·海滕上将所说：“美国当下在这领域的进步非常缓慢，而美国的对手则正以令人难以置信的速度行动。”他还表示，“美国必须保持这一技术的领先，避免在二十年后被其他国家追赶上”。
NASA的X-43A冲压式高超声速无人试验飞行体在热成像视角下的气动力分布模拟图
其实在特朗普上台后，美军在高超声速领域的确已经开始发力，毕竟美国在高超声速领域的投入很早，在上世纪90年代就已经诞生了一批重大成果，但当时由于冷战刚刚结束，没有对手的美国人拔剑四顾心茫然，发现自己根本没必要研发过于超前的高超声速武器，于是相关成果只能纷纷转为技术储备束之高阁。
但在特朗普的大力支持下，美军在这两年已经启动了诸如ARRW、HCSW、HAWC等诸多高超声速武器项目，并且这些项目作为快速响应项目，其进展相当快速，比如属于美国空军的ARRW项目，在上个月的12日就已经进行了首次B-52挂载飞行实验，为接下来的密集试飞任务打好了前站，预计在2021年就将具备初始作战能力。
6月12日挂载在B-52H轰炸机机翼下进行挂载系留试验的ARRW导弹特写，其正式编号为AGW-183A。为了赶进度，该弹也采用了类似俄国“匕首”的性能更低但也更加成熟可靠的火箭发动机
当然要注意的是，这些项目都属于武器载荷范畴，与有人战机完全是两码事，后者在技术难度上完全不是一个级别的，但在密集发展诸多高超声速武器项目的同时，美军表态未来战机也必须具备高超声速飞行能力，这就非常值得我们关注了。
而要说美军在这方面的努力，就得先掰一掰过去超七十年的时间里美军使用X系列试验机在突破速度极限上的一系列尝试：
首先是大名鼎鼎的X-1，这款以酒精为燃料的人操火箭于1947年10月14日由查克·耶格尔驾驶飞到了1.06马赫，从此让人类的飞行进入超音速时代；
耶格尔与他破纪录的X-1-1“迷人的葛兰妮”号
出于对空军的竞争心理，海军同时也在搞超音速飞行实验，1953年11月20日，由海军试飞员克罗斯菲尔德驾驶的道格拉斯D-558-II试验飞机达到了2.005马赫的速度，人类就此进入两倍音速时代；
由B-52投掷的D-558-II试验飞机
再到1956年9月7日，空军飞行员Milburn-Apt驾驶X-2试验机达到3.2马赫，人类就此进入三倍音速时代；
打破三倍音速的X-2试验机与整个实验团队
但遗憾的是Apt本人也因此次创纪录的飞行导致的“惯性耦合”现象机毁人亡，由于当时以人类的理论水平还不足以认识“惯性耦合”这一空气动力学领域的特殊现象，这起事故也导致美国冲击更高速度的计划表不得不大幅度拖延，之后建造的诸多X系列试验机都是在研究速度之外的领域。
由洛马负责研制的X-7高超音速飞行器，在1950年代最高飙到过4.31马赫，特色在于使用的是冲压发动机，是世界上最早一批投入试验的冲压式发动机
虽然这期间X-7、X-8等飞行器分别达到了4马赫和6马赫的极速，但这些试验飞行器都是无人驾驶的，算不得有人驾驶飞行器在大气层内飞行的速度记录。
至于能飙到6马赫的X-8已经完全就是一枚火箭了
直到1959年6月8日，随着X-15试验机的首飞成功，美国人挑战有人驾驶飞机速度极限的努力才又正式开始。X-15的本意，是为当时如火如荼的让人类进入太空的竞赛积累实验数据，因此在飞行高度与速度的指标上，X-15都是异常惊人：其达到过108公里的最高飞行记录，这已经超过世界公认的距海平面100公里的太空分界线，让X-15成为名副其实的太空飞机；同时也在1967年10月创造了6.72马赫的有人驾驶大气层内飞行器速度记录。
现在已经被做成地标的X-15
虽然在这之后X系列又陆续出现过X-20、X-23之类的空天飞机和升力体试验机，但这些飞机大都转向为NASA的宇航计划服务，已经偏离了有人驾驶大气层内飞行器的本意，并且速度也不再是研究重点，因此有人驾驶大气层内飞行器的速度记录就这么一直定格在了X-15创造的6.72马赫上，直到今天都无人打破。
X-20的概念就是空天飞机，已经超出传统的飞机范畴了，而且在速度上一样无法超过X-15
现在知名度最高的X-37空天飞机就是X-20概念的延续，与X-15那种高超声速飞行器已经不是一个路子了
当然美军并没有停止在追求速度上的尝试，拜冲压发动机等新概念动力日益成熟所赐，各种新一代高超声速X系列试验机也在冷战后陆续上马，而其中最典型的代表就是X-43项目。
X-43A的外形示意图，由于太过经典，其外形经常被别国媒体当做本国高超声速项目的宣传形象
这款验证机采用超燃冲压发动机作为动力，在2004年3月27日飙到了7马赫，之后更是进一步达到8.4马赫，远远超过了X-15在60多年前创造的6.72马赫，但由于X-43是无人验证飞行器，因此有人飞行器的速度记录还是没有被打破。
有人驾驶大气层内飞行器冲击速度极限的步伐被放慢，最主要的原因，还是人体已经承受不了如此高速度下的加速度影响，在这方面的技术得到突破之前，有人驾驶飞行器追求7马赫以上的过高速度是没有必要也是不可能的。
科幻电影中的超级战斗机距离现实还是太过遥远
但要注意的是，X-15能飙到6.72马赫，而目前量产型军机的最大速度往往被控制在3马赫左右，这就为美军此次宣称的5马赫飞机预留了可能性的空间。
而我们的问题也就随之而来：美军打算采取什么技术实现这个速度指标呢？
要做到这点，无非火箭发动机、冲压发动机和脉冲爆震发动机三个选项。其中火箭发动机最容易达成目标，但这也意味着战斗机将在续航能力、机动性、后勤保养等战术指标上做出巨大牺牲，因此这种试验飞机最常用的发动机，并不适合用在需要量产的战术飞机上。
火箭发动机的燃料特性与战斗机战术性能需求上的矛盾让其注定无法成为战斗机的主动力来源
而脉冲爆震发动机作为一种利用脉冲式波产生的高温、高压燃气来产生推力的新概念，具有热循环效率高、结构简单等优点，是理论上最理想的未来高超声速飞机动力。但既然是理论性能最好的，也就意味着其是最难实现的一种方案，爆震的启动与精准维持，发动机机体材料的革新，各方面的困难甚至是在理论阶段都还没有得到很好的解决，这注定脉冲爆震发动机距离实用化还有很长一段路要走；
一款简单的脉冲爆震发动机原理演示样机
而性能相对弱一些，但技术上也更加成熟的冲压发动机就成为最后也是最可能的选择。毕竟创造新飞行世界速度记录的X-43就是采用冲压发动机，美军当下一堆高超声速武器也是以冲压发动机当做主流动力，这表明美军在冲压发动机领域已经进入可以量产的成熟阶段。在这些项目的技术基础上进一步放大，总比从头开始的脉冲爆震发动机要好得多。
冲压发动机原理示意图
另外最后必须说明的是，美军虽然宣称要挑战5马赫，但这只是一种表态，代表美国有往这个方向努力的计划，而不是已经上马了研发5马赫战斗机的项目。因为目前正在进行的美国第六代战斗机项目中，其发动机已经实锤将采用变循环发动机，而变循环发动机更多是用来改善飞机在亚音速和超音速领域上的适应性的，并不是用来冲击高超音速的，这说明这个5马赫设想起码不是为六代机准备的技术。
美军即将开始装机测试的XA-100变循环发动机
美军的5马赫设想，极有可能是更远的第七代战斗机的一种先期概念规划，毕竟你要造一款新战机，就得先确定要做到哪些技术突破，但要讨论具体如何实现，考虑到第六代战机起码要到2030年代才会现身，而更远的第七代战机搞不好就要顺延到2050年代，此时讨论这些，真的为时过早。
当然对我国的军迷而言，他们真正担心的是美军的这种发展趋势对我国的歼-20之类的先进战机会有什么影响，但广大军迷真的没必要太过紧张，毕竟这些都是太过遥远的东西，当这种飞机服役的时候，歼-20也差不多该退役了，到时我国自然有更先进的飞机。
歼-20自有后来人替其操这份心
而我国在相关技术上虽然与美国还有一段距离，但起码已经不是有和无的本质差距，随着我国国力的持续提高，在科研投入力度上的逐步加大，我国在冲压发动机等新技术的研究上大有赶超美国之势。在二十年后赶上甚至超过美国，在世界上率先研制出5马赫级别的战斗机也不是不可能，而到时要头疼的就是美国人了。
我国的高能脉冲风洞，2018年12月，我国已在该风洞内成功进行了首次冲压发动机点火试验
所以还是自信点吧，当2005年具备两倍声速巡航能力的F-22开始具备初始作战能力的时候，谁会想到短短6年之后，中国的歼-20就飞上了天空。而现在美军提出要搞5倍声速的新战机，谁又知道我国的对标战机又会在何时突然冒出来给世界一个惊喜呢。
