圖註：發射中的星空-2高超音速飛行器
據中國航天科技集團公司空氣動力技術研究院的消息 ，2018年8月3日06點41分，由中國航天科技集團公司空氣動力技術研究院研製的高超音速飛行器系統星空-2火箭在西北某靶場成功發射，在經過近10分鐘飛行試驗，火箭完成主動段程序轉彎、拋整流罩、級間分離、釋放高超試飛器自主飛行、飛行器彈道大機動轉彎等試驗程序，最終按預定彈道進入落區。星空-2系統，是我國首個採用乘波體氣動布局設計的高超聲速飛行器，而乘波體布局這一高超聲速領域的尖端布局技術，此前僅有美國進行過大量試驗並掌握。這次中國高超聲速飛行器試驗取得的巨大成功，標誌著中國繼美國之後，也掌握了這一可以用於反導武器的撒手鐧技術！
圖註：國外設計的高超音速乘波體飛行器
乘波體布局——美國看好的最成熟高超聲速飛行器氣動布局
要介紹星空-2高超聲速飛行器系統，先得重點講一下什麼是乘波體布局。氣動布局，是高超聲速武器/飛行器研製的首要問題，不解決這個攔路虎，高超聲速飛彈/飛機就是空中樓閣。俄羅斯近來聲稱其已經成功研製並裝備了YU系列高超聲速飛彈，但多在球錐體和升力體布局上下工夫，這些布局的優點是研究起步較早，從上世紀70、80年代開始就已經有很多研究成果，技術上較為成熟，但缺點是速度極限有限，作為高超聲速平臺，6、7馬赫的速度沒問題，但要到15~20馬赫，則力有未逮，上限不高。
而乘波體，則是一種潛力巨大的新型氣動布局，它因整體設計外形為楔形，頭部尖銳，下表面呈銳角傾斜布置為最大的外觀特點。這種飛行器在高超聲速飛行時，超聲速激波在飛行器下表面高速流過，推進飛行器高速飛行，因此被形象地命名為「乘波」體。實際上，它不是一種常規設計而來的氣動布局，是在已知的超聲速\高超聲速流場中通過反設計方法得到的氣動布局。換句話說，它是飛行器設計專家們充分摸索和分析了高超聲速氣流的「脾氣」之後，專門從其脾性出發針對性搞出來的氣動布局，因此特別對高超聲速氣流流場的脾氣。由於其外形生成方法的特殊性，乘波體布局在高超聲速條件下具有低阻力、高升力、大升阻比的優越氣動性能，是高超聲速飛行器氣動布局的一個重要發展方向。
特別是近年來出現的乘波體氣動外形與超燃衝壓發動機相結合的所謂一體化布局，已成為當前高超聲速巡航飛行器的主流氣動布局形式。在高超聲速技術領域處於世界領先位置的美國更是把乘波體看作是高超聲速飛彈/飛機的頭號選擇，美國Hyper-X計劃和HyTech計劃分別發展的X-43A和X-51A 均採用乘波體布局，HTV、黑雨燕等美國三軍研發的高超聲速飛行器，也都全部不約而同選擇了乘波體氣動布局設計。就連在球錐體高超聲速布局上已經拿出服役產品的俄羅斯，也在2009年研製了採用乘波體布局的高超聲速飛行試驗模型GLL-AP-02。乘波體布局贏得該領域兩大世界巨頭青睞，這絕非偶然。
圖註：採用乘波體設計的美國X-51A「乘波者」高超聲速飛彈試驗飛行器
可以說，要想最終把高超聲速飛彈/飛機發展到15~20馬赫的高速，實現一小時內打遍全球的目標，乘波體布局技術，是不容繞過的必行之路。
中國此前透露的高超聲速試驗飛行器項目比如「神龍」等，採用的大都是球錐體、大鈍頭鐘形體等較為常規的布局設計，這次星空-2項目，表明我國在高超聲速技術領域最尖端最流行的乘波體技術領域，也已經佔據一席之地，已經可以與美國和俄羅斯比肩。
星空-2系統試驗分析——試驗水平高，技術已經相當成熟
對於星空-2系統試驗，公開報導只有廖廖幾語：「試飛器集成了疏導式熱防護熱系統、內外力熱測量系統及轉捩流動測試系統等，採用航天科工四院某款火箭作為高超音速飛行器的助推系統，將高超音速飛行器投送到預定高度，並分離自主飛行，實現高度30千米，馬赫數5.5~6飛行窗口自主飛行400秒以上，完成氣動力/熱、分離幹擾、自然轉捩/人工轉捩等8項科學問題數據測量。」但其中透露的信息量極大，表明中國高超聲速飛行器技術已經達到了世界領先水平。
首先，各項技術相當成熟，試驗起點很高。美國HTV系列飛行器、黑雨燕、X-51A，以及世界上其他國家研製的新型高超聲速試驗飛行器，首次飛行清一色都是「無動力滑翔飛行」。以HTV-2高超聲速飛行器為例，它2010年採用「米諾陶」火箭首次發射，星箭分離之後，無動力的飛行器要進行高超聲速滑翔飛行，在其間檢驗熱防護系統、飛行器控制系統、通信系統、氣動總體布局設計等有什麼問題。一般而言，第二、甚至第三次試驗才會給試驗飛行器裝上動力裝置，對動力系統進行考驗。而反觀我們的星空-2試驗飛行器，星箭分離非常順利，試驗高度也達到此類飛行器試驗較為理想的30~35千米，最關鍵的是，首次試驗飛行即採用發動機自主飛行400秒以上，飛行速度穩定在5.5~6馬赫，這是世界高超聲速飛行器試驗中的首例。這充分表明，在首飛之前，我們已經在高超聲速最關鍵的星箭分離、氣動熱防護、飛行器控制、通訊技術和動力技術領域達到了非常高的水平，在技術上極有把握，因此才敢於首次試飛就採用有動力模式。而首飛即對動力系統進行試驗，好處也是很多的，首先是試驗系統全、試驗綜合水平高；其次是別人兩步甚至三步才能做到的事情，我們一步到位，試驗進度也快得多，大大縮短了研製試驗時間。換個角度來看，這表明我們在乘波體布局設計、高超聲速飛行器的總體和關鍵分系統技術上，已經駕輕就熟，達到了相當高的水平。特別是其動力系統（應為國產超燃衝壓發動機），能夠長時間工作飛行400多秒，表明國產高超聲速發動機系統已經達到了相當高的水準。要知道美國X-51A高超聲速飛彈試驗飛行器在首次動力試飛時，發動機工作時間僅120多秒，全部三次試飛，發動機工作時間從未達到美軍期望的300秒目標。
星空-2高超聲速試驗飛行器系統雖然在首次試驗飛行中採用了世界典型的火箭運載模式發射，但由於其自帶動力，因此完全可以採用機載等其它發射方式，在軍用領域具有極佳的應用前景和潛力。目前美國和俄羅斯計劃中的高超聲速戰術飛彈（能由戰鬥機、軍艦和機動車輛發射），速度都在5馬赫左右。星空-2系統5.5~6馬赫的速度，恰好滿足戰術飛彈指標。目前的高超聲速武器發展，分為戰術/戰略兩個層級，其中由戰略飛彈搭載的高超聲速武器飛行速度達到10馬赫以上，而5~7馬赫的戰術高超聲速武器，雖然飛行速度比戰略級要慢，但尺寸相應也要小得多，能由彈道飛彈之外的各種發射載具搭載，在戰場使用上靈活性要高得多，也不用顧忌「戰略飛彈的核門檻」，大有可為，極有可能成為未來戰場的主宰者！而中國，已經在未來高超聲速武器競爭中，佔據了重要的一席！
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