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美《航空周刊》发表评论文章:美国高超声速领域面临的人才培养困境
2019-01-10
【据美国《航空周刊》2019年1月9日报道】“助推滑翔”是当前高超声速导弹主要采用的弹道轨迹方案,但其实也是美国在高超声速研究与教育领域投入的真实写照。根据近期对政府领导层和有关专家的采访,美国已经不再是探索高超声速飞行技术的绝对领导者。与基础研究和技术发展的长期需求相比,快速研制部署并应对竞争对手高超声速能力的需求更为急迫。
2018年初,俄罗斯总统普京宣布了在高超声速导弹技术领域取得的巨大进展,包括美国防部研究与工程副部长格里芬和DARAP局长沃克在内的美国防部领导对美国高超声速能力发展提出了警告。他们强调高超声速必须作为国防部科研工作的优先事务,特朗普政府也大幅提升了高超声速领域的科研预算,但这些投入仍然不够,尤其是在基础设施方面。
高超声速并不是一个新问题。今天的很多教育者和决策者都受到过美国1968年完成的X-15高超声速技术研究项目的影响。X-15是首架高超声速有人驾驶飞机,最大飞行速度达到马赫数6.7,也是首架可重复使用的航天飞行器,最大飞行高度达到了108千米,飞行员约瑟夫•沃克(Joseph Walker)还因此获得了航天员称号。X-15结束之后,还有多个X飞行器都致力于发展高超声速技术,并在近年来完成了多次飞行试验,其中包括没能实际开展飞行试验的X-30“国家空天飞机”项目和X-33项目、实际完成了多次飞行试验的X-43A和X-51A项目。
一架高超声速的“空天飞机”是一个极端富有多学科特征的航空航天工程系统,融合了大量传统学科(如空气动力学、热传输)和新兴学科(如软件工程、赛博物理安全)。2018年6月,密歇根大学伊恩•博伊德(Iain Boyd)教授指出,美国在高超声速领域的研究有60-70%都集中在空气动力学和气动热力学上,而中国则更加均衡地分布在气动、推进、材料和控制等多个学科。
作为创新人材培养的基础,美国博士研究生的科研经费更多直接或间接地来源于其他领域的科研基金。即使美国在高超声速领域的预算得到了增强,但他们参与的科研项目往往都不是那些真正瞄准解决高超声速应用所面临瓶颈问题的项目,且这些项目在布局安排上也并不真正有助于提高美国高超声速工业基础能力。
如果美国想要重回高超声速领导地位,持续增加能够培养更多学生的高校研究项目至关重要。当然这并不是说所有增加的经费都要直接只投给大学,还可以考虑政府-高校联合开展的研究项目或者类似工业部门主导的(产学研)项目,等等。理想地说,应该从两头入手加大支持:一是加强支持由高校教职人员和学生主导参与的高校研究项目;二是加强支持高校教职人员和学生参与更加高端、更大规模的政府主导的研究项目,包括试验设施研究项目、试验飞行器设计-试制-试飞项目以及其他政府部门主导的项目。美国政府应当保证一个最低门限来支持低成本、高效的大学研究工作。
教育界正在多个新兴工程技术领域扩张招生规模,如机器人、自主系统、商业航天等。科罗拉多大学波尔德分校航空航天工程与科学学院的招生人数在过去十年里增长了一倍,而且还将继续增长。美国航空航天院系的学生们终将领导这个国家未来的高超声速研究,创造出更多的高超声速科研成就。这需要我们从国家层面重视扩展高超声速研究范畴,而不是像现在这样、更窄地聚焦在“助推滑翔”这一条技术线上。【本文作者系科罗拉多大学波尔德分校航空航天工程与科学学院院长,布莱恩•安格鲁(Brian M. Argrow)教授】(中国航空工业发展研究中心 廖孟豪)

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