2017年5月23日以來,美國國防部各軍種和直屬機構陸續公布了2018財年預算申請文件。國防預算申請文件是美國政府按照法定程序必須依法公布的政府公文,是用來系統研究美軍投資布局的重要資料。統計表明,美國國防部2018財年在高超聲速領域總共申請了研究、發展、試驗與鑒定(RDTE,以下統稱“科研”)預算6.35億美元,再次突破2017財年接近5億美元的階段高點,創下近十年來的歷史新高。這表明美軍正用高強度的實際投入落實其在戰略層面對高超聲速技術和裝備的高度重視和關注。
美軍2018財年高超聲速科研預算分布情況
統計表明,美軍2018財年在高超聲速領域申請的科研預算總額超過6.35億美元。(美軍國防預算按三個等級的科研活動來編制,從大到小分別是“計劃”、“項目”和“課題”,分別對應預算文件中的“Program Element/PE”、“Project”和“Title”。其中,“課題”作為最小的預算編制單元,會在預算文件中列出確切的年度預算額以及相應科研內容條目,而科研內容條目則通常不會再單獨編制預算。本文只統計“課題”級及以上的高超聲速技術科研活動預算。由于采用的是不完全統計,因此本文數據僅供大致反映年度變化趨勢和預算分配布局。)
從科研投入部門來看,主要分布在空軍、國防部預研局(DARPA)和國防部長辦公廳(OSD),主要用于高超聲速導彈、高超聲速飛機動力和可重復使用空天運載器的演示驗證。其中,空軍約2.53億美元,占41%;DARPA約1.48億美元,占24%;OSD約2.14億美元,占35%。美國海軍、陸軍以及其他直屬機構近年來在高超聲速技術上投資極少,近十年沒有編列“課題”級及以上的高超聲速技術科研活動。
按科研活動類型劃分,2018財年申請的6.35億美元預算總額中,占比最大的是“先進技術發展”類(6.3類)科研預算,總額約2.68億,占43%,主要由美國空軍和DARPA投向高超聲速導彈、高超聲速飛機和火箭動力可重復使用空天運載飛行器等飛行演示驗證或地面集成驗證科研活動;其次為“系統發展與演示驗證”類(6.5類)科研預算,總額約2.02億,占33%,全部由OSD投向戰略級高超聲速助推滑翔導彈演示驗證;再次為“先進部件發展與原型機”類(6.4類)科研預算,2018財年美軍為高超聲速科研新增此類預算,共0.9億,占15%,全部由美國空軍投向高超聲速飛行器原型機的研制試飛上;最小的部分為“應用研究”類(6.2類)科研預算,總額約0.55億,占9%,全部由美國空軍投向高超飛行器總體與氣動、熱防護材料、高速/高超聲速結構和超然沖壓發動機等共性技術的持續發展。
需要說明的是,在以上統計獲得的6.35億美元之外,美軍在預算文件中還編列了大量“課題”級以下的高超聲速技術科研工作,涵蓋了面向高超聲速導彈和/或飛機等應用的自適應制導與控制、高速渦輪發動機、導航、導引頭、數值仿真、戰斗部含能材料、試驗等技術研發以及高超聲速地面風洞、特種環境試驗、大氣數據測量、試飛測控等設施的維護、升級和改造。

美軍2018財年高超聲速科研預算總額創下近十年來新高
通過數據對比分析可以發現,2018財年6.35億美元的預算是過去十年以來的最高水平。從上圖可以看出,2008-2016財年,美軍全軍高超聲速科研預算總額保持在3億~4億美元的水平,2017財年增長到近5億美元,2018財年則進一步突破6億美元,呈現出快速大幅增長的態勢。對比具體開展的工作可發現,主要原因是美軍將在2017-2020財年迎來密集的高超聲速地面和飛行驗證等耗資較大的科研活動。其中,美國空軍和DARPA聯合主管的兩個高超聲速導彈演示驗證項目都將在2019財年進行試飛,DARPA主管的高超聲速飛機渦輪基沖壓組合發動機和火箭動力可重復使用空天運載飛行器將在2020財年分別完成地面和飛行驗證; OSD主管的“快速全球打擊”(PGS)計劃也將在2017財年、2019財年各完成1次試飛。
2008-2018財年,美軍在高超聲速技術領域的年均投資約3.5億美元,其中美國空軍年均約1.21億,占37%;DARPA年均約0.49億,占15%;OSD年均1.6億,占48%。從十年期平均數據上看,美國空軍僅占三分之一強,而OSD則占據了半壁江山,似乎后者才是美軍在高超聲速領域的投資主體。但實際上,雖然美國空軍的投資總額并不是最多的,但卻是投向最廣泛的,涵蓋了面向高超聲速導彈和飛機等應用的高超聲速飛行器總體、氣動、材料、結構、動力、制導、傳感器以及試驗設施等多個專業方向,且既有單項技術攻關,也有技術集成驗證,是實際的投資主體。OSD最近十年幾乎把其全部預算都投入了PGS這一個計劃,其預算數額巨大主要是因為該計劃耗資大且優先級高。DARPA在高超聲速領域的投資則主要集中在每年3~4個集成驗證項目,且多數是與美空軍聯合投資的。
美軍未來五年高超聲速科研預算仍將處于歷史高位
美軍國防預算申請文件會對“項目”級科研活動編制未來五年的預算計劃。通過統計全部高超聲速科研“項目”所編列的預算計劃,可在一定程度上反映美軍高超聲速領域科研預算的趨勢走向。對比上下兩圖可以看出,“項目”預算總額能夠很好地反映美軍全部高超科研預算過去十年的總體變化形勢。統計表明,美軍高超聲速科研“項目”預算總額 (集中在美國空軍和OSD)在2018-2022財年仍將處于歷史高位,見下圖 (該圖統計數據不含“課題”級科研活動,如DARPA的全部高超聲速科研活動)。
未來五年,美國空軍全部高超聲速科研“項目”預算總額將呈現下降趨勢,數據上表明的直接原因是6.3類演示驗證科研預算遭到壓縮,背后原因可能是美國空軍高超科研預算將總體向6.4類傾斜,即重點開展高超聲速飛行器原型機或型號立項和研制。OSD全部高超科研“項目”預算總額在未來五年仍將持續保持在年均2.2億美元左右的高位,則再次證實了美軍堅決推進“快速全球打擊”演示驗證及其武器化的一貫決心。

結束語
總體上,美軍高超聲速導彈技術的發展已經推進到飛行演示驗證的階段,有望在2020年前后完成型號立項;高超聲速飛機技術的發展已經推進到組合發動機等關鍵分系統集成驗證的階段,有望在2025年前后完成一型驗證機的首飛;可重復使用空天運載飛行器的發展已經率先啟動了火箭動力飛行器的飛行演示驗證,有望在2020年前后完成飛行驗證。隨著高超聲速技術的不斷發展成熟以及美軍對高超聲速技術和裝備的日益重視,美軍在高超領域投資的持續走高將是必然趨勢。
(責任編輯:黃貞靜)