图为高超音速飞行器概念图。 资料图片

飞行器自诞生以来，一直在追求更快的速度。近日，据外媒报道，澳大利亚一家航天公司正在开发一种可重复使用的高超音速飞行器，用于测试各种高速技术。据介绍，他们希望将高超音速技术应用到载人飞机上。该高超音速飞行器以液氢为燃料，混入超燃冲压发动机后将产生极强的推力，飞行速度预计可达12马赫。目前，该飞行器已完成地面测试，并计划于2024年初首飞。如果成功，该飞行器将成为世界上第一个可重复使用的高超音速载人飞机。

据了解，高超音速飞行器是指飞行状态达5马赫以上、以吸气式发动机或其组合发动机为主要动力、能在大气层和跨大气层中飞行的飞行器。军事领域，高超音速飞行器具有反应速度快、突防成功率高、破坏能力强等战术特点，有着巨大的军事价值、政治价值和潜在的经济价值。

“一代材料，一代飞机。”当飞行器速度超过5马赫后，机体表面温度将超过1000℃，一般的耐热材料难以满足使用要求。超高温陶瓷是目前应用广泛的超高温材料，C/SiC复合材料是其代表材料，具有耐高温、高强度、低密度、抗烧蚀和抗冲击等特点。许多公司都对它进行过大量热试验考核，验证了其可靠性。

高超音速飞行器不仅需要具备较好的热防护功能，还要保证在极端复杂环境下具有足够的强度和刚度。例如，C/C复合材料耐温极限高，但高温下的氧化和脆性断裂则是无法回避的问题；而C/SiC复合材料在一定程度上平衡了耐温、韧性、氧化等性能，但作为一种多相非均质材料，在多尺度失效、界面脱粘、纤维抗氧化、工艺控制等方面也存在亟待解决的问题。

除此之外，高超音速飞行器的技术难点，还在于动力系统、气动控制、热防护系统和结构设计、制导、导航等，采用的超燃冲压发动机被认为是继螺旋桨和喷气发动机之后的“第三次动力革命”。在超高速飞行条件下，飞行器面临的干扰因素也随之增多，例如，超高速飞行下飞机与空气摩擦产生的热量、音爆震动对飞行设备内部组件产生的损伤、飞行过程中的导航干扰等，都是需要通过技术手段克服的难点。

当前，世界许多国家都在抓紧研发更加先进的高超音速技术，各类计划书、验证机如雨后春笋层出不穷。更多高超音速飞行器或将在未来改变空中作战和全球投送模式。（李林阳 本报特约记者 王钰凯）