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夸特马:美国空军十年来首款高超验证机项目给了一家初创公司

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赫米尔斯公司获得了美国空军6000万美元的合同,研制涡轮基冲压组合发动机和高超声速飞行验证机。借助该项目,赫米尔斯也以国家队新锐的身份进入了美国高超声速飞机发展的主流赛道。

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赫米尔斯高超声速飞机的概念图。

2021年7月30日,美国空军联合私营投资公司授予赫米尔斯(Hermeus)公司一份总额6000万美元、为期三年的科研合同,要求完成一型涡轮基冲压组合发动机(TBCC)的飞行验证和3架“夸特马”(Quarterhorse)高超声速飞行验证机的研制试飞等工作。(注:夸特马是美国的马种,在1/4英里或更短的距离赛马中,由于其冲刺速度远超其他马种而得名。)

这是美国空军近十余年来的首个高超声速飞机验证机研制项目,也是美国工业部门正式获得军方投资开展的高超声速飞机验证机。凭借该项目,赫米尔斯公司打破了波音和洛马的长期垄断,以国家队新锐的身份正式进入美国高超声速飞机发展的主流赛道。

赫米尔斯公司于2018年成立,是一家创始之初就定位于研制高超声速民用飞机的初创公司,4名创始人全部来自美国时代轨道发射服务公司(Generation Orbit)正在承研的美国空军X-60A高超声速飞行试验平台研发团队,其中一人曾担任CEO,另外三人任职技术主管,具有扎实的高超声速飞行器研制经验、技术和基础,而且与美国空军具有良好的合作关系。

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图片波音在2018年6月的AIAA航空学术会议上公布的Ma5级高超声速民用飞机概念图。

突出采用成熟技术

2019年5月,赫米尔斯公开披露了Ma5级高超声速民用飞机研发项目,计划充分利用现有和短期内可实现的技术,研制一型最大速度达到Ma5、载客20人左右、航程约7400km的高超声速民用飞机,初步目标是在2030年前投入商业运营。

在当年公布了高超声速飞机研制计划后,赫米尔斯快速地在当年年底搭建了一套简易的试验台,完成了100多次试验。之后在2020年3月完成了一型基于TJ-100涡轮发动机的小型TBCC发动机集成、静态试验和高速(达到了Ma5)试验,完成了各动力单元单独运行试验。

尽管赫米尔斯未披露该TBCC是串联还是并联,但从试验台架上发动机的现场照片可以看出,很可能采用的是串联式TBCC方案。波音的Ma5级高超声速民机上的动力方案也是串联式TBCC。

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赫米尔斯基于TJ-100涡轮发动机的TBCC试验现场。

由于在TBCC动力技术攻关上的高效表现,赫米尔斯在2020年8月获得了美国空军创新工场(AFWERX)授予的150万美元合同,用于开展“下一代空军一号”高超声速总统专机概念方案的可行性评估研究。2021年3月,赫米尔斯又与NASA签订合作协议,联合开展高马赫数商用飞机概念的方案设计与分析工作,包括飞机运行概念分析、推进系统/热管理/能源生成/客舱系统等性能分析。这些举措标志着赫米尔斯突破性地获得了来自美国军方和政府的关注与支持,成功帮助该公司在2020年10月获得了1600万美元A轮融资。这些都为赫米尔斯获得美国空军6000万美元的研制合同奠定了坚实的基础。

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