美國空軍研究實驗室向俄亥俄州阿克托斯技術(shù)解決方案公司授予一份900 萬美元合同，為吸氣式高速飛行器研發(fā)新一代氣動熱彈性結(jié)構(gòu)技術(shù)。該研究旨在攻克高超音速飛行領(lǐng)域最難解決的工程難題之一。

這份合同經(jīng)過競標(biāo)產(chǎn)生，共收到兩家投標(biāo)方案，履約期限至 2031 年 6 月 30 日。項目為期五年，由阿克托斯公司與空軍研究實驗室聯(lián)合攻關(guān)，研究飛行器結(jié)構(gòu)如何承受高超音速飛行產(chǎn)生的熱載荷與氣動載荷耦合作用。

相關(guān)工作將在該公司俄亥俄州比弗克里克工廠，以及同州賴特-帕特森空軍基地開展，空軍研究實驗室總部便設(shè)于此。合同簽署當(dāng)期先行撥付 2026 財年研發(fā)測試評估經(jīng)費14.423 萬美元，剩余款項將在整個履約周期內(nèi)分批到位，合同總額 900 萬美元。

氣動熱彈性力學(xué)，是融合空氣動力學(xué)、傳熱學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)的交叉學(xué)科。在亞音速和低超音速條件下，三者相互影響有限，可分開研究；但在通常5 馬赫及以上的高超音速區(qū)間，這種割裂研究的方式完全失效。

飛行器以該速度飛行時，前端空氣溫度可飆升至2000 攝氏度以上。機身蒙皮、前緣、操縱面不僅要承受極端高溫，同時會在氣動壓力下形變、在熱負(fù)荷中膨脹弱化，還會與氣流產(chǎn)生動態(tài)耦合，實時改變飛行器操控特性與結(jié)構(gòu)完整性。精準(zhǔn)預(yù)測高超音速機體在全任務(wù)剖面下的復(fù)合載荷響應(yīng)，以及結(jié)構(gòu)因疲勞、熱老化失效的壽命極限，正是本次項目要攻克的核心工程難題。

合同重點針對空軍研究實驗室梳理出的兩大技術(shù)短板：一是吸氣式高速飛行器響應(yīng)與壽命預(yù)測，通過建模仿真提前預(yù)判高超音速結(jié)構(gòu)在實戰(zhàn)工況下的表現(xiàn)，減少破壞性試驗與高昂試飛失敗成本；二是高溫環(huán)境下強化測試能力，搭建地面試驗設(shè)施，模擬飛行器真實飛行的熱環(huán)境與氣動條件，用實測數(shù)據(jù)驗證仿真模型，提前預(yù)判潛在失效模式。

吸氣式高超音速飛行器不靠自帶氧化劑，而是利用大氣氧氣燃燒，是高超音速領(lǐng)域研發(fā)難度極高的分支。超燃沖壓動力巡航導(dǎo)彈、打擊飛行器需要長時間在大氣層內(nèi)持續(xù)飛行，其結(jié)構(gòu)必須耐受長期高溫與氣動負(fù)荷，有別于彈道飛行器再入階段短時高熱沖擊。吸氣式發(fā)動機的進(jìn)氣道、燃燒室、尾噴管長期處于極熱環(huán)境，同時還要承擔(dān)機身結(jié)構(gòu)功能，直接影響整氣動布局與飛行性能。

在控制重量與成本的前提下，設(shè)計出能適配全任務(wù)工況、兼顧多重性能的飛行器結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有工程手段尚無法完全實現(xiàn)，這也是美國空軍研究實驗室投入資金推進(jìn)相關(guān)技術(shù)攻關(guān)的根本原因。