廖孟豪 ¦ 美军2021财年高超声速科研预算继续高位增长

廖孟豪空天防务观察 2021-02-01

本文首发于“沈阳所扬州院”微信公众号。

2020年2月，美国防部各军种和直属机构在官方网站上陆续公布了2021财年国防预算申请文件。美国防部公布的2021财年预算申请概要文件明确指出，美军2021财年在高超声速领域（含反高超）申请的科研经费预算总额高达32亿美元，比去年提出的2020财年申请额26亿美元增长了23%，再次创下近十年来的历史新高。总体上，美陆海空三军加速推动3型高超声速助推滑翔导弹型号研制是2021财年美军高超声速科研预算再创新高的主要原因。

一、美军高超声速科研预算总额继续维持高水平的增速

美国防部2021财年申请预算总额约7054亿美元，其中科研预算总额约1066亿美元，分别比去年提交的2020财年申请额减少1.8%和增加2.3%，处于基本持平状态。2021财年高超声速科研预算申请额32亿美元，同比去年增长23%，增速远高于全部国防预算和科研预算总体水平；占全部科研预算申请额的3%，比去年继续扩大了0.5个百分点。这些数据均充分反映了美军对优先发展高超声速技术和装备的一贯策略。

在美国防部提交的2021财年预算申请文件中，可明确统计预算申请金额的高超声速科研项目预算申请总额为28.6亿美元，相比概要文件中公布的32亿美元存在约3.4亿美元的差额，占比约10%。这是因为部分高超声速科研活动预算编制级别较低，只能与其他科研活动一起混编成一个预算项，无法准确获知其中高超声速相关的预算额，因此未纳入本文统计范畴（如无说明，下文所提预算统计数据，均为该统计口径下的数据）。这其中不乏耗资较大的活动，如在国防部长办公厅“试验与鉴定核心投资计划”（CTEIP）专项中编列的多个高超声速风洞升级改造等。此外，由导弹防御局新转交给太空发展局的“高超声速及弹道导弹目标跟踪天基传感器”（HBTSS）项目的预算也未见公开编列，该项目2020财年预算批准额高达1.08亿美元。

美国防部高超声速科研活动年度预算变化及分布（其中2021财年为申请金额，2020财年为批准金额，其余为实际划拨金额）（中国航空研究院廖孟豪制图）

统计数据表明，美军2020财年高超声速预算批准额可能显著高于预算申请额。经统计，美军2020财年高超声速预算批准额高达27.6亿美元，参考前述“少统计10%”的差额估算，实际批准额可能达到了30.4亿美元。而美军2019年官方披露的高超声速预算申请总额为26亿美元。这一变化再次体现了美国会对加速高超声速技术向作战能力转化的急迫要求。

二、海军和陆军超越空军，成为预算最多的两大部门

美军高超声速科研预算主要分布在空军、海军、陆军、国防高级研究计划局（DARPA）、国防部长办公厅（OSD）和导弹防御局（MDA）。其中海军和陆军占比快速扩大，预算申请额分别为10.27亿美元和8.32亿美元，超越空军成为占比最大的两个部门，原因是海军和陆军正在加速研制和部署两型射程较远的高超声速助推滑翔导弹。MDA预算申请额实现同步增长，占比基本持平，表明了美军对高超声速防御的一贯重视。空军、DARPA和OSD占比显著缩小，其中空军预算降低的主要原因是取消了“高超声速常规打击武器”（HCSW）空射型高超声速助推滑翔导弹型号研制项目；DARPA的原因是取消了XSP火箭动力可重复使用航天运载飞行器技术集成演示验证项目，同时“先进全状态发动机”（AFRE）高超声速飞机用涡轮基冲压组合（TBCC）发动机地面集成演示验证项目在2021财年也进入尾声，预算剧减。

美国防部2020财年（上）和2021财年（下）在高超声速领域预算申请额总体分布概况（中国航空研究院廖孟豪制图）

必须说明的是，虽然美空军的预算总额不是最多的，但却是科研方向布局最全面的，涵盖了高超声速飞行器总体、气动、材料、结构、动力、控制、传感器以及试验设施等多个专业方向，且既有单项技术攻关，也有技术集成验证，是美国防部开展高超声速技术研究和储备的实际主体。海军和陆军虽预算数额更大，但几乎只分别投给了“常规快速打击”（CPS）和“远程高超声速武器”（LRHW）这两个高超声速助推滑翔导弹型号研制项目，这两个项目因为导弹尺寸规模较大且优先级高、周期紧迫，所以耗资大、投资强度高。

三、科研经费配比继续向型号研制端倾斜

美军高超声速科研预算主要投向2021财年申请的28.6亿美元预算总额中，占比最大的是“先进部件发展与原型机”类（6.4类），总额约24.43亿美元，占85.4%，同比去年继续扩大15个百分点，全部用于支持陆海空3型高超声速助推滑翔导弹型号研制工作和导弹防御局高超声速防御技术及装备研发工作，这部分经费的持续大幅增长也是近年来美军高超声速科研预算持续增长的主要原因。

美国防部2020财年（上）和2021财年（下）在高超声速领域预算申请额总体分布概况（中国航空研究院廖孟豪制图）

“先进技术发展”类（6.3类）科研预算，总额约3.33亿美元，同比去年提交的申请总额（约4.88亿）反而减少1.55亿美元，主要由美空军和DARPA投向战术级高超声速导弹和高超声速飞机用TBCC发动机等飞行演示验证或地面集成验证科研活动，预算减少的主要原因也是因为这几个演示验证项目将在2020财年或2021财年初完成演示验证。

最小的部分为“应用研究”类（6.2类）科研预算，总额约0.84亿，占2.9%，基本保持稳定，主要由美空军投向高超飞行器总体与气动、热防护材料、高速／高超声速结构和超燃冲压发动机等共性技术；以及美海军投向高速／高超声速导弹涉及的气动、推进、材料、试验等技术。

四、技术方向投资布局发生重要变化

高超声速技术具有三大分支方向：导弹、飞机和航天运载器。随着DARPA“试验性太空飞机”项目下马，美军在高超声速航天运载器方向上已经没有任何系统级演示验证项目了，只剩下高超声速导弹和高超声速飞机两大方向。

美国防部2021财年高超声速领域申请预算金额较大的型号研制和系统级演示验证项目

在高超声速导弹方向，一是型号研制项目由4个削减为3个，数量更少，但投资强度更大，加速形成战斗力是第一要务。其中，空军取消了HCSW空射型战略级高超声速助推滑翔导弹，海军和陆军继续加速推进CPS潜射型和LRHW陆射型战略级高超声速助推滑翔导弹，分别计划在2025年和2023年形成作战能力。同时，空军继续加快AGM-183A“空射快速响应武器”（ARRW）空射型战术级高超声速助推滑翔导弹的研制，计划在2022年形成作战能力。二是3个演示验证项目进入到收官阶段，巡航导弹技术研发投资强度降至谷底，装备转化前景不太乐观。其中，TBG主要是验证采用面对称楔形滑翔弹头的高超声速助推滑翔导弹技术，HAWC主要是验证采用液体碳氢燃料超燃冲压发动机的高超声速巡航导弹技术。前者继续保持了1.17亿美元的高强度预算，而后者仅剩700万美元。TBG和HAWC都将在2020年进行飞行试验，但从投资强度上看，TBG的飞行试验将持续到2021年，HAWC项目在2021财年的预算可能仅够开展试验数据分析而无法支撑更多飞行试验，其装备转化前景不容乐观。三是面向高超导弹的专用技术研发稳步推进，正储备多种动力技术。其中，空军继续稳步推进弹用液体碳氢燃料超燃冲压发动机等技术成熟，海军瞄准马赫数3～8高速／高超声速导弹应用，正加强固体燃料冲压发动机等技术的探索和储备。

在高超声速飞机方向，一是飞机用TBCC发动机地面集成验证进入收官阶段，将在2021财年完成地面试验。DARPA从2017到2021财年将累计在AFRE项目上投入1.39亿美元（比原计划的6500万美元翻了一倍），完成一型马赫数5、航程2200千米以上高超声速飞机用全尺寸TBCC发动机的地面集成验证。二是稳步推进面向高超飞机的专用技术成熟。空军持续布局了总体气动、中大型超燃冲压发动机、热结构等技术研发。其中仅中大型超燃冲压发动机技术一项在2008-2021财年期间就累计投入了超过3.12亿美元。

此外，美空军在高超声速飞行器共性技术方向进行了广泛布局，包括总体、气动、热防护、结构、材料、高速涡轮发动机、燃料、试验等技术。同时，美国防部办公厅也持续投入亿美元级别的预算用于美国高超声速试验设施的升级改造。

五、结束语

2020年将是美军高超声速导弹项目飞行试验迎来井喷的一年，多个型号和演示验证项目都将在2020年进行飞行试验，将是各界观察美军高超声速导弹项目真实进展的最好时间窗口。试飞结果的成败也势必会影响各项目的未来走势，高超助推滑翔导弹能否顺利担起重任，继续保持其对高超巡航导弹的压倒性优势？超燃冲压发动机是否达到了足够的成熟度来启动型号研制？这些问题很可能会在2020年得到部分答案，让我们拭目以待。

廖孟豪先生已为《空天防务观察》提供50篇专栏文章，如下表：

序号	篇名	发表日期
1	美空军高超声速飞机发展进展与展望	2015年3月2日
2	美军未来高超声速导弹武器体系初露端倪	3月16日
3	美空军SBIR/STTR计划透露未来高超声速飞机若干战技指标	6月29日
4	美国防高级研究计划局准备开展高超飞机全尺寸涡轮基组合发动机地面集成验证	2016年4月20日
5	“排空驭气奔如电，升天入地求之遍”——深度解读DARPA高超声速飞机及其动力发展构想	8月16日
6	印度是不是第四个完成超燃冲压发动机带飞点火试验的国家？	9月19日
7	美国防高级研究计划局选定洛马公司研制战术级高超声速助推滑翔弹演示验证弹	9月21日
8	英反作用发动机公司详细披露“佩刀”空天发动机1/4缩比验证机研制计划	9月23日
9	洛马再下一城——美国防高级研究计划局选定洛马公司研制战术级高超声速巡航导弹演示验证弹	9月25日
10	美空军正式公布基于“佩刀”空天发动机的水平起降两级入轨飞行器概念方案	9月27日
11	“三步走”变“六步走”——美空军高超声速飞机发展路线预测	12月2日
12	洛马还没笑到最后，波音已经痛失好局——美军高超声速巡航导弹最新动向	12月5日
13	2016年度国外高超声速飞行器发展动向综述	2017年2月17日
14	美国家科学院：美军应加速对等发展高超声速武器以应对中、俄威胁	2月20日
15	颠覆性创新：英国新兴企业推出马赫数5级混合动力高超声速飞机概念	2月27日
16	美国智库发布报告，呼吁美军将高超声速武器纳入“第三次抵消战略”并加大加快预算投入	4月21日
17	美空军装备采办部门启动高超声速ISR飞机基础科研项目，为装备采办奠定基础	4月26日
18	需求、技术、预算正在齐备，美军高超声速导弹将随时转入装备采办	7月21日
19	“只争朝夕”——美空军正式启动空射型高超声速导弹装备采办	7月23日
20	透视美军新型常规战略武器——美海军潜射型高超声速助推滑翔导弹	11月10日
21	一衣带水处，破浪又乘风——日本计划启动高速助推滑翔导弹关键技术开发及验证项目	11月29日
22	美国高超声速飞机技术在研项目布局概况	2018年1月11日
23	美国波音公司公布高超声速飞机计划，开启双雄争霸新局面	1月15日
24	2017年度国外高超声速飞行器发展综述	1月31日
25	美军2019财年高超声速科研预算暴涨63%，总额超过10亿美元	3月6日
26	美军高超声速导弹科研布局发生重大调整，将迎来井喷式发展	3月8日
27	俄罗斯“匕首”空射高超声速导弹综述及研判	3月23日
28	俄罗斯“先锋”高超声速助推滑翔导弹综述及研判	4月12日
29	美空军文件披露“高超声速常规打击武器”等项目更多信息	6月12日
30	高超攻防：美、俄着力发展和增强高超声速作战装备与能力	7月18日
31	高超攻防2：波音展望高超运输机；美军空射高超助推滑翔导弹编号AGM-183A，助推器地面热试车	8月15日
32	美空军ARRW和HCSW高超声速导弹项目最新动向	8月16日
33	美国企业公布高超声速飞行试验平台概念方案及研制计划	9月28日
34	高超攻防3：美国X-60A飞行研究机；美军打击武器的2020年和2028年节点；日本的进击；诺格公司的防御构想	10月8日
35	高超攻防4：美国海陆空高超声速助推滑翔导弹披露更多重要细节；DARPA顺利推进高超声速飞机TBCC发动机地面验证；MDA授出21份高超声速防御系统概念研究合同	10月24日
36	高超攻防5：DARPA在高超声速攻防两端同时发力，“作战火力”项目和“滑翔破坏者”项目取得新动向	11月20日
37	高超攻防6：美海军稳步快速推进潜射型中程高超声速助推滑翔导弹新型助推器技术验证项目，俄媒连续披露高超声速导弹研制进展	12月10日
38	高超攻防7：美授出两型高超声速助推滑翔导弹火箭助推器验证合同，俄成功完成“先锋”和“锆石”试射	2019年1月2日
39	2018年度国外高超声速飞行器发展动向盘点	2月25日
40	高超攻防8：美军加速推动高超声速助推滑翔导弹研制，俄官方首次披露“锆石”高超声速导弹核心战技指标	3月19日
41	美军2020财年高超声速科研预算暴涨百分之九十四	4月8日
42	高超攻防9：美初创公司获投研发高超声速飞机，普京要求加快发展高超声速导弹防御系统	5月17日
43	述评：美初创公司Hermeus披露的马赫数5级高超声速飞机概念方案细节	5月23日
44	高超攻防10：美稳步推动车载高超声速助推滑翔导弹发展，印完成碳氢燃料超燃冲压发动机首次试飞	6月14日
45	高超攻防11：美泄露HACM和HCCW高超声速保密项目，英军启动高马赫数涡轮发动机技术研究	7月23日
46	高超攻防12：美空军高超声速飞机用超燃冲压发动机在地面试验中达到5.9吨推力	8月14日
47	高超攻防13：美导弹防御局选出5个高超声速防御武器系统概念方案进入第二轮研究	9月9日
48	高超攻防14：美导弹防御局新启动RGPWS中程高超导弹滑翔段拦截武器系统原型机项目	12月17日
49	高超攻防15：美XSP运载飞行器和HCSW导弹项目下马，高超投资增长，防御项目稳步推进	2020年2月12日
50	美军2021财年高超声速科研预算继续高位增长（即本篇）	3月4日

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（中国航空研究院廖孟豪）

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本篇供稿：中国航空研究院

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