7月24日凌晨5點(diǎn),，日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）研制的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)隨日本S-520-RD1探空火箭從內(nèi)浦航天中心發(fā)射升空。中午11時(shí)許,，日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)宣布發(fā)射試驗(yàn)成功,。此舉是日本發(fā)展高超音速武器的重要一步。

本次日本采用的是S-520-RD1探空火箭,，火箭全長(zhǎng)9.15米,，直徑0.52米，重2.6噸,。S-520探空火箭是從日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)研發(fā)的系列探空火箭發(fā)展而來(lái),，是為取代K-9M和K-10型探空火箭而開(kāi)發(fā)的，按照火箭直徑分為160,、210,、310、520等不同型號(hào),。S則代表火箭的級(jí)數(shù)(Stage),。也就是說(shuō)本次的火箭就是單級(jí)火箭加超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)段。該火箭可選配三軸姿態(tài)控制和回收系統(tǒng),，可將100千克的有效載荷發(fā)射到300千米以上,，并提供超過(guò)5分鐘微重力飛行環(huán)境,。S-520的單級(jí)火箭采用外殼中鑄造成型的HTPB復(fù)合推進(jìn)劑顆粒，內(nèi)部有雙推力剖面,，前部有一個(gè)七尖齒輪配置,，可在初始飛行提供高推力，而具有簡(jiǎn)單管狀設(shè)計(jì)的后部可在飛行后期維持較低水平的推力,。初始膨脹比為8:1的噴嘴旨在提高有效比沖,，腔室由HT-140高強(qiáng)度鋼制成。為了減輕重量和耐熱性,，尾翼前緣由鈦合金制成,，其主體為鋁蜂窩夾層板和GFRP/CFRP層壓表面板。

S-520的火箭整流罩由玻璃鋼制成,，內(nèi)部可以放置科學(xué)儀器,，后部還可放姿態(tài)控制模塊或回收模塊，通過(guò)聯(lián)氨側(cè)噴射系統(tǒng)對(duì)火箭進(jìn)行姿態(tài)控制,。通過(guò)尾翼旋轉(zhuǎn)來(lái)穩(wěn)定大氣層外的姿態(tài),。S-520-RD1號(hào)由探空火箭S-520的一級(jí)部分和飛行試驗(yàn)用試件組成，試飛用的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)約1.8米,，直徑約0.52米,，重約300千克，內(nèi)部裝有用于點(diǎn)火的氫氣和乙烯燃料,。據(jù)外媒消息,，JAXA設(shè)計(jì)的混壓進(jìn)氣道構(gòu)型與美國(guó)與澳大利亞“高超聲速國(guó)際飛行研究實(shí)驗(yàn)”（HIFiRE）項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的HF2超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)十分相似，配有三維內(nèi)收縮進(jìn)氣道,。

超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)是指燃料在超聲速氣流中進(jìn)行燃燒的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī),。在超音速飛行時(shí)導(dǎo)彈進(jìn)氣道吸入氣流，高超聲速氣流在進(jìn)氣道擴(kuò)壓到較低超聲速,，然后燃料噴入與空氣中的氧結(jié)合燃燒,，從尾噴管噴出做功，使得導(dǎo)彈轉(zhuǎn)入高超音速（超過(guò)5馬赫）飛行,。這種發(fā)動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕,、成本低,、單位推力高、無(wú)需攜帶氧化劑,、有效載荷大和速度快的優(yōu)點(diǎn),。但需要外部動(dòng)力將其推到高超音速才能夠工作，且其低速性能不好,，這種發(fā)動(dòng)機(jī)主要應(yīng)用于軍事和航天領(lǐng)域,。現(xiàn)在各國(guó)主要研究的是雙模態(tài)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)和雙燃燒室沖壓發(fā)動(dòng)機(jī),，一個(gè)是單燃燒室能夠適應(yīng)亞燃沖壓和超燃沖壓兩種模式工作的發(fā)動(dòng)機(jī)。一個(gè)是干脆配亞燃沖壓和超燃沖壓兩個(gè)燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī),，這兩種都需要外部動(dòng)力將其推到高超音速才能夠工作,。

而日本現(xiàn)在試驗(yàn)的還是原型狀態(tài)，之所以現(xiàn)在就進(jìn)行試飛,，主要是因?yàn)樵诔紱_壓發(fā)動(dòng)機(jī)的地面風(fēng)洞試驗(yàn)中,，因?yàn)闅饬髀窂綇?fù)雜造成氣流湍流強(qiáng)度差異，因?yàn)闅饬魇軣岵煌瑲怏w的混合導(dǎo)致氣動(dòng)加熱和發(fā)動(dòng)機(jī)特性與實(shí)際飛行之間存在差異,。因此JAXA正在開(kāi)展研究構(gòu)建一種分析工具（可能是一種算法）,，該工具可以校正地面風(fēng)洞試驗(yàn)的結(jié)果，并預(yù)測(cè)實(shí)際飛行條件下吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的特性,，這需要獲取實(shí)際飛行中的燃燒數(shù)據(jù)等來(lái)評(píng)估,。有了這個(gè)就能夠減少實(shí)現(xiàn)配備超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的未來(lái)導(dǎo)彈所需的飛行測(cè)試次數(shù)，降低開(kāi)發(fā)成本,。

本次實(shí)驗(yàn)中,，S-520-RD1探空火箭以78度發(fā)射角發(fā)射，發(fā)射后68秒試驗(yàn)段與火箭助推器分離,，隨后在第70-155秒試驗(yàn)段的姿態(tài)控制模塊工作讓試驗(yàn)段進(jìn)行約110度的姿態(tài)變化,，206秒達(dá)到最高高度168千米后，隨后飛行高度下降,，姿態(tài)控制模塊與試驗(yàn)段分離后,，在30千米高度超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)燃乙烯燃料，飛行速度達(dá)到5.5馬赫,，燃燒時(shí)間約6秒,，同時(shí)試驗(yàn)儀器獲取發(fā)動(dòng)機(jī)外部產(chǎn)生的氣動(dòng)加熱和發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部超音速燃燒的數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線電波傳輸?shù)降孛嬲??；鸺l(fā)射后412秒落在內(nèi)浦東南海域。測(cè)試團(tuán)隊(duì)將會(huì)用該數(shù)據(jù)與地面風(fēng)洞測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,。

日本從80年代HOPE-X太空飛機(jī)項(xiàng)目就開(kāi)始積累高超音速飛行技術(shù),，隨后靠1994年OREX軌道再入試驗(yàn)、1996年HOPE-X驗(yàn)證飛行器飛行試驗(yàn),、HYFLEX高超音速飛行試驗(yàn),、2001-2007年五國(guó)合作的HyShot高超音速試驗(yàn)積累了很多技術(shù)，JAXA還建造了一系列高超音速風(fēng)洞設(shè)施,，因此為日本研制高超聲速導(dǎo)彈打下了一定的基礎(chǔ),。因此日本防衛(wèi)省從2017年度起提供總計(jì)約18億日元（約合人民幣8900萬(wàn)元）補(bǔ)助，用于高超音速導(dǎo)彈的開(kāi)發(fā)，隨后在2019年宣布投資64億日元開(kāi)發(fā)高超聲速飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù),，準(zhǔn)備研制高超聲速巡航導(dǎo)彈（HCM）和高超聲速滑翔彈（HVGP）等兩種防區(qū)外高超聲速反艦武器,，其中高超聲速巡航導(dǎo)彈委托的正是JAXA與日本先進(jìn)科學(xué)研究中心（ASRC），計(jì)劃2030年列裝,。也就是說(shuō)這款發(fā)動(dòng)機(jī)一旦研制成功,，日本就離高超聲速巡航導(dǎo)彈更近了一步，因此我們理應(yīng)警惕,。

     話說(shuō)回來(lái),，我們就沒(méi)有相應(yīng)的研究嗎？當(dāng)然有了,！就從公開(kāi)的資料來(lái)說(shuō),，比如2018年公布的凌云高超音速飛行器，2015年末就試飛成功,，2020年6月中科院范學(xué)軍團(tuán)隊(duì)研制的超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)在一次地面試驗(yàn)中,，已實(shí)現(xiàn)連續(xù)600秒運(yùn)行時(shí)間的成績(jī)，就在7月4日,，由西北工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院空天組合動(dòng)力創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)牽頭研制的“飛天一號(hào)”火箭沖壓組合動(dòng)力在西北某基地成功發(fā)射,，國(guó)際首次驗(yàn)證了煤油燃料火箭沖壓組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)火箭/亞燃、亞燃,、超燃,、火箭/超燃的多模態(tài)平穩(wěn)過(guò)渡和寬域綜合能力，飛行試驗(yàn)圓滿成功,。這可是世界頂尖水平,！還用我多說(shuō)什么嗎？