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美军2020财年高超声速科研预算暴涨
华夏经纬网   2019-05-08 15:25:06   
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2019年3月,美国国防部各军种和直属机构在官方网站上陆续公布了2020财年国防预算申请文件。美国防部公布的2020财年预算申请概要文件明确指出,美军2020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26亿美元,并计划在2020~2024财年累计申请105亿美元。经统计,美国防部2020财年在高超声速领域申请的科研预算总额为22.2亿美元(尚有约3.8亿美元预算无法精确统计,占比约14.6%),相比2019财年申请的11.45亿美元增长94%,相比2019财年获批的14.49亿美元增长53.1%,再次创下近十年来的历史新高,充分体现了美国防部研究与工程副部长将“高超声速”列为第一要务的重视地位。总体上,美军加速推动陆海空4型高超声速导弹型号研制和快速部署,是2020财年美军高超声速科研预算翻倍式暴涨的主要原因。

美军2020财年高超声速

科研预算总体分布情况

美国防部2020财年申请预算总额约7180亿美元,其中科研预算总额约1042亿美元,分别比去年提交的2019财年申请额增加4.7%和 12.8%。在全军科研预算中,高超声速科研预算总额超过22.2亿美元,占2.1%,比去年(占比1.4%)扩大了0.7个百分点。

从主管机构来看,主要分布在空军、海军、陆军、国防预先研究计划局(DARPA)、国防部长办公厅(OSD)和导弹防御局(MDA),主要用于高超声速导弹、高超声速飞机动力和可重复使用航天运载器的关键技术攻关、演示验证和原型机研制等科研工作。其中空军占比最大,约7.07亿美元,占 31.8%;MDA占比最小,约1.57亿美元,占7.1%;海军、陆军、DARPA和OSD分别为6.01亿美元、2.28亿美元、3.24亿美元和 2.04亿美元。从2020财年开始,美海军和陆军的大力参与,意味着美军高超声速装备和技术研究工作已经在全军三大军种和三个直属科研机构全面展开。

按科研活动类型划分,2020财年申请的22.2亿美元预算总额中,占比最大的是“先进部件发展与原型机”类(6.4类)加“系统发展与演示验证” 类(6.5类),总额约16.69亿美元,占75.2%,同比去年提交的2019财年预算申请额增长211%,全部用于支持陆海空三军立项开展的4型高超声速助推滑翔导弹型号研制工作。其次是“先进技术发展”类(6.3类)科研预算,总额约4.88亿,占22%,同比增长13%,主要由美空军和DARPA 投向战术级高超声速导弹、高超声速飞机用涡轮基组合冲压发动机(TBCC)和火箭动力可重复使用空天运载飞行器等飞行演示验证或地面集成验证科研活动。最小的部分为“应用研究”类(6.2类)科研预算,总额约0.63亿,占5.5%,同比增长10.7%,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的持续发展。

需要说明的是,在以上统计获得的22.2亿美元之外,美军在预算文件中还公开编列了大量“课题”级以下的高超声速技术科研工作,涵盖了面向高超声速导弹和飞机等应用背景的自适应制导与控制、高速涡轮发动机、导航、导引头、战斗部、数值仿真、试验等技术的研发以及高超声速地面风洞、特种环境试验、大气数据测量、试飞测控等设施的维护、升级和改造。这其中不乏投资数千万甚至上亿美元的科研活动,但由于预算编制等级不够,无法分离出其中投在相关高超声速技术上的预算的准确数额,因此未纳入本文统计范畴。这也是本文统计总额(即22.2亿美元)与美国防部公布的实际总额(即26亿美元)之间存在约3.8亿美元差额的主要原因。

美军高超声速科研预算总额连续三年大幅增长,屡次刷新近十年来的总额纪录

统计发现(图2),2010~2016财年,美军全军高超预算总额保持在2~4亿美元区间浮动,2017财年增长到近5亿美元,2018~2020 财年连续实现三级跳,依次暴涨至10亿美元、15亿美元和22亿美元规模。近三年呈现出快速大幅增长的态势。近十来年,空军和DARPA保持了稳步增长,主要用于高超声速导弹、飞机和航天运载器的技术攻关和演示验证。近三年来,随着高超声速导弹特别是高超声速助推滑翔导弹技术的逐步成熟,陆军、海军和空军均启动了高超声速助推滑翔导弹型号研制项目,相应科研预算也呈现出量级上的提升。

2010~2020财年,美军在高超声速技术领域的累计投资约71.7亿美元。其中美空军约23.3亿美元,主要用于高超声速导弹和飞机涉及的总体、气动、材料、结构、动力等技术攻关以及高超声速导弹飞行演示验证和型号研制。DARPA投入约12亿美元,主要用于高超声速导弹和火箭动力可重复使用空天运载飞行器等飞行验证和高超声速飞机用TBCC发动机地面集成验证。OSD、海军和陆军总共32.8亿美元,几乎全部用于战略战役级高超声速助推滑翔导弹的技术攻关、飞行验证和型号研制,曾支持HTV-2、AHW等项目完成了5次飞行试验。

从近十年的数据上看,OSD是美军在高超声速科研领域投资最多的部门。但实际上,虽然美空军的投资总额并不是最多的,但却是投向最广泛的,涵盖了高超声速飞行器总体、气动、材料、结构、动力、制导、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,是实际的投资主体。OSD 虽投资数额巨大,但几乎只投给了CPGS项目,性质相当于专项专款,该项目耗资巨大主要是因为其研发的战略战役级高超声速助推滑翔导弹尺寸规模较大且优先级高。

美军未来五年高超声速科研预算总体仍将处于高位,但布局发生重大变化

美国防部预算申请文件会对“项目”(Project)级科研活动编制未来五年的预算计划。统计表明,美军高超声速科研“项目”预算总额在 2020~2024财年仍将处于高位水平(见图3,该图统计数据不含“课题”级科研活动,如DARPA的全部高超声速科研活动),但空军和OSD的预算金额显著下降,海军、陆军和MDA围绕高超声速导弹攻防技术研发和型号研制,变成未来几年的投资大户。

未来5年,美空军全部高超科研“项目”预算总额将呈现下降趋势,直接原因是“空射快速响应武器”(ARRW)和“高超声速常规打击武器” (HCSW)两个型号项目的预算在2022财年前结束。可以预见,ARRW和HCSW极可能将在2022财年完成导弹原型机研制和试飞,并转阶段进入批量生产,届时相应预算很可能转入采购类预算,而不再在科研类预算中编列。两个型号项目结束后,空军高超声速科研预算水平重新回归到1亿美元量级,继续稳步推进高超声速飞行器特别是高超声速飞机技术的研发与成熟,为下一个高超声速科研投资高峰——高超声速飞机型号研制做好技术储备。

另外一个更加重要的变化是,OSD“常规快速全球打击”(CPGS)项目经过十余年的技术攻关与验证,相关技术已经成熟,从2020财年开始向导弹装备转化,相关科研经费也相应转移到陆海空三军的3个高超声速助推滑翔导弹型号(LBHM、CPS和HCSW)。统计显示,3型导弹型号项目未来五年投资总额高达67.1亿美元,其中以海军CPS项目研制的潜射型投资最大,未来五年投资高达52.5亿美元。CPS项目耗资过大,可能的原因包括1)潜射型比空射型和陆射型要求更高,条件保障投入大;2)潜射型要求全新研制一型导弹助推器,而空射型和陆射型则不需要新研。

此外,针对高超声速导弹威胁,MDA继续稳步发展高超声速导弹防御技术,从2018财年开始启动PE级“高超声速防御”项目,计划在2018~2024财年累计申请8.53亿美元,专项开展相关技术研究与验证工作。

总结

从2016年以来,美国国防部原副部长罗伯特·沃克、参联会副主席保罗·席尔瓦等多位高层领导都公开发表过美国已经丧失高超技术领先地位的言论,明确表达了美在高超领域的强烈危机感。2018年,新任美国防部研究与工程副部长格林芬将高超声速列为其任期的“第一要务”。美国防部在2020财年预算申请概要文件中明确提出了重点投资的四大战略性新兴技术:高超声速(26亿美元)、无人/自主(37亿美元)、人工智能/机器学习(9.27亿美元)、定向能(2.35亿美元);并计划在未来五年密集开展40余次飞行试验。高层领导的战略重视、多军种多部门的全面参与、数额巨大的资金投入、密集开展的飞行试验,美军高超声速武器装备发展已进入新一轮的黄金时代。

中国航空报作者:廖孟豪

 

责任编辑:胡光曲

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