美空軍發力，投入900萬研發費，要攻克高超音速最難解決的難題

美國空軍研究實驗室向俄亥俄州阿克托斯技術解決方案公司授予一份900 萬美元合同，為吸氣式高速飛行器研發新一代氣動熱彈性結構技術。該研究旨在攻克高超音速飛行領域最難解決的工程難題之一。

這份合同經過競標產生，共收到兩家投標方案，履約期限至 2031 年 6 月 30 日。項目為期五年，由阿克托斯公司與空軍研究實驗室聯合攻關，研究飛行器結構如何承受高超音速飛行產生的熱載荷與氣動載荷耦合作用。

相關工作將在該公司俄亥俄州比弗克里克工廠，以及同州賴特-帕特森空軍基地開展，空軍研究實驗室總部便設于此。合同簽署當期先行撥付 2026 財年研發測試評估經費14.423 萬美元，剩余款項將在整個履約周期內分批到位，合同總額 900 萬美元。

氣動熱彈性力學，是融合空氣動力學、傳熱學、結構力學的交叉學科。在亞音速和低超音速條件下，三者相互影響有限，可分開研究；但在通常5 馬赫及以上的高超音速區間，這種割裂研究的方式完全失效。

飛行器以該速度飛行時，前端空氣溫度可飆升至2000 攝氏度以上。機身蒙皮、前緣、操縱面不僅要承受極端高溫，同時會在氣動壓力下形變、在熱負荷中膨脹弱化，還會與氣流產生動態耦合，實時改變飛行器操控特性與結構完整性。精準預測高超音速機體在全任務剖面下的復合載荷響應，以及結構因疲勞、熱老化失效的壽命極限，正是本次項目要攻克的核心工程難題。

合同重點針對空軍研究實驗室梳理出的兩大技術短板：一是吸氣式高速飛行器響應與壽命預測，通過建模仿真提前預判高超音速結構在實戰工況下的表現，減少破壞性試驗與高昂試飛失敗成本；二是高溫環境下強化測試能力，搭建地面試驗設施，模擬飛行器真實飛行的熱環境與氣動條件，用實測數據驗證仿真模型，提前預判潛在失效模式。

吸氣式高超音速飛行器不靠自帶氧化劑，而是利用大氣氧氣燃燒，是高超音速領域研發難度極高的分支。超燃沖壓動力巡航導彈、打擊飛行器需要長時間在大氣層內持續飛行，其結構必須耐受長期高溫與氣動負荷，有別于彈道飛行器再入階段短時高熱沖擊。吸氣式發動機的進氣道、燃燒室、尾噴管長期處于極熱環境，同時還要承擔機身結構功能，直接影響整氣動布局與飛行性能。

在控制重量與成本的前提下，設計出能適配全任務工況、兼顧多重性能的飛行器結構，現有工程手段尚無法完全實現，這也是美國空軍研究實驗室投入資金推進相關技術攻關的根本原因。