【据飞行国际网站2025年5月28日报道】5月27日,美国高超声速初创公司赫尔墨斯(Hermeus)公司宣布在加利福尼亚州高沙漠地区的爱德华兹AFB(美国空军飞行试验项目的所在地)已完成试验型夸特马Mk 1(Quarterhorse Mk 1)飞机的首次亚声速飞行。试验型飞机由GE航空航天公司的J85发动机提供动力。赫尔墨斯公司表示,夸特马Mk 1的试验重点是验证无人驾驶飞机的高速起飞和着陆特性。
据赫尔墨斯称,在飞行期间收集的数据验证了飞机的设计和性能模型,包括空气动力学、稳定性和控制。对包括推进、燃料输送、液压、电力和热管理以及飞行软件等子系统都顺利完成了评估。
赫尔墨斯公司总裁Skyler Shuford表示:“Mk 1的真实飞行数据具有重要的技术价值,正在将其应用到我们的下一架飞机中。”
赫尔墨斯公司此前表示,Mk 1的设计存在空气动力学挑战,包括低展弦比机翼、高翼载和低推重比。Mk 1是赫尔墨斯公司“夸特马”系列的第二款机型,也是第一款能够飞行的机型。赫尔墨斯在去年12月完成了Mk 1的地面试验,最终在爱德华兹的干涸湖床上进行了130节(240公里/小时)的全加力滑行试验。
该公司计划迅速开始其下一款机型的试验,即具有超声速能力的夸特马Mk 2。该飞机已经开发了至少一年,赫尔墨斯曾于2024年4月透露了设计细节。据赫尔墨斯称,Mk 2具有三角翼和可变进气口,“大小与洛克希德·马丁公司的F-16差不多”。一台普惠F100涡扇发动机将为Mk 2提供动力,Mk 2的飞行速度可达2.5马赫。夸特马Mk 2目前正在赫尔墨斯总部所在地亚特兰大组装。公司称其有望在今年晚些时候飞行。
赫尔墨斯公司在夸特马项目下制定了“每年一架飞机”的研制和试验目标。该公司表示,Mk 1在一年多一点的时间里从“零开始到准备飞行”。这一时间表能否维持还有待观察。赫尔墨斯此前曾预测夸特马Mk 1将于2024年夏季飞行,但实际的首飞晚了近一年。
值得注意的是,为Mk 2提供动力的F100发动机将采用赫尔墨斯正在开发的专有预冷却器技术,这将是夸特马Mk 3飞机打破Ma5.0高超声速障碍的关键。在压缩之前预冷却进气将使标准涡轮风扇发动机以更高的速度运行,具有更高的效率,降低性能衰减。预冷可以使用换热器和像液氢这样的低温燃料来实现。这些效率增益对于跨越标准喷气发动机与达到高超声速所需的冲压喷气推进系统之间的速度鸿沟是必要的。
当前高速冲压发动机设计的物理原理要求空速为Ma3.5左右才能达到实现点火和产生推力所需的压缩。现代冲压发动机和相关的超燃冲压发动机配置在Ma4.0和更快的速度下表现最有效。
赫尔墨斯正在开发一种名为“奇美拉”(Chimera)的涡轮基组合循环(TBCC)推进系统,该系统将预冷的F100和冲压发动机集成到夸特马Mk 3中,以实现高超声速。
其他航空航天公司正在采取不同的方法来解决发动机模态转换问题。GE航宇公司专注于开发一种更高效的冲压发动机,采用旋转爆震燃烧技术来提高性能,可以在较低的速度下接管。加州初创公司Stratolaunch正在使用由科罗拉多州推进初创公司Ursa Major开发的一台哈德利(Hadley)火箭发动机为其可重复使用的Talon-A飞行器提供动力,该飞行器最近完成了首次高超声速飞行。
Stratolaunch和赫尔墨斯都希望制造可重复使用的高超声速飞行器,以实现定期和可预测的高马赫飞行,使新高超声速技术的研发成本降低和研发时间缩短。除了私人投资外,这两家公司都得到了美国军方的支持。