美国空军投资研制混合高超音速导弹发动机

美国空军的创新主管部门AFWERX最近授予Vaya Space公司一份小型企业创新研究合同，该合同旨在开发一种混合高超音速导弹，希望能够穿透对手的反介入/区域拒止系统。

Vaya的“核心技术”是它的涡旋混合动力发动机，它使用高密度聚乙烯——“这和制造牛奶罐和瓶盖的材料是一样的——但我们用它作燃料，”该公司的首席运营官罗伯特·法比安说。

“在合适的压力和温度下使用合适的氧化剂，它会燃烧得很漂亮。当你没有这些东西时，它就不会燃烧，”法比安在接受采访时说。“所以，这些东西在储存中是完全惰性的，直到你真正提高速度，如果有些东西失败了，它会(安全地)失败，火焰会熄灭，而不是引爆。”

法比安说，混合动力发动机通常“效率非常低，燃烧非常不稳定，性能也很差”。

他说:“我们确实花了六、七年的时间来完善这项技术……所以当你看到我们发动机的性能曲线时……它们看起来不像一个推力变化很大的混合动力发动机。”“它们看起来像一个液体双推进剂发动机:可节流、平坦和可控。因此，在作战环境中，你可以获得非常平稳、可靠的性能，而不是传统上不可靠的混合动力发动机。”

他说，AFWERX SBIR第一阶段合同涉及Vaya进行为期90天的可行性研究，以探索该公司是否可以使用其混合动力发动机技术作为高超音速导弹的启动阶段。混合动力发动机将使导弹的冲压发动机“达到速度，然后当它达到速度时”，混合动力发动机将作为“燃料发生器，而不是作为主要推进剂来源，与冲压发动机一起，在剩余的时间里推动它”达到5马赫或更高的高超音速。

此外，“因为这是一种混合火箭，所以它是可控的，它是可节流的，所以你可以以任何你想要的加速度或速度前进，如果你想避免被发现，你可以在加速时关闭它，”他说。

他说，这种控制导弹速度和热特征的能力将使导弹“对敌人的反介入或区域拒止系统的可预测性大大降低”，这些系统旨在削弱美军进入或在特定区域内行动的能力。

高超音速滑翔飞行器大多使用固体火箭发动机和燃料使其达到5马赫或更高的速度，然而，这些系统的速度和推力是不可控制的，“所以一旦你点燃它，敌人基本上就知道你在做什么，”法比安说。“对于我们的导弹，因为它是可调节和可控的，所以他们更难以预测目标是什么，它要去哪里，并与它交战或防御它。”

法比安说，该公司利用各种先进的制造技术——如计算机建模和增材制造——来生产他们的产品。

他说:“实际上，我们已经建立了一个内部模型，展示了我们的混合动力发动机在不同尺寸下的表现，这使我们能够非常迅速地扩展发动机设计。”“在它到达试验台之前，我们将经历多次迭代，这使我们能够非常快速地进行测试。”

此外，Vaya使用3D打印机将热塑性材料转化为高密度聚乙烯燃料颗粒，用于发动机，这使得该公司能够“在燃烧时完全控制燃料的布局、厚度、密度和组成，因此这是平衡燃烧的一部分，”他说。

他说，第一阶段的可行性研究于5月开始，在此期间，Vaya将其提出的概念转化为“我们可以进行分析的设计，证明它在我们的模型中是可行的，然后向空军展示，然后进入第二阶段，实际生产和测试发动机。”一旦第二阶段合同被授予，Vaya“可以在最坏的情况下在四到六个月内将发动机放在试验台上，”他补充说。