作者：武浩偉 黃瑞鑫 韓帥琪
高超音速主題在美國成為熱門，成立于上個十年末的赫爾墨斯（Hermeus）公司就正在研究Quarterhourse系列飛機。不斷積累經驗、改進技術，以開發成熟的高超音速飛機。
赫爾墨斯公司由幾家大型飛機制造商的前雇員和年輕的專業人士于 2018 年創立。它的主要任務是研發适用于軍事和民用領域的具有高超音速飛行速度的多用途空中平台。在其早期階段，該公司就提出了這種裝備的幾個概念。·
飛機的方向始于對支架和風洞的研究。然後計劃依次開發幾種用于地面和飛行測試的實驗性無人駕駛飛行器。這些項目統稱為Quarterhorse，這反映了在沒有高航程要求的情況下獲得最大飛行速度的需要。
第二個工作領域是研發用于飛行 Quarterhorses 的發動機。根據研究結果，其決定使用結合渦輪噴氣發動機和沖壓式噴氣發動機的聯合循環系統。這種架構以項目的名稱 - Chimera（“Chimera”）命名。
在新項目中，計劃使用所有可以加快開發和原型制作的現代設計和工藝流程。結構的設計和計算以電子形式進行，增材技術用于制造原型，主要是金屬3D列印等。
赫爾墨斯公司的技術示範機Quarterhorse最終目标是達到超過4馬赫的速度，并且由于該公司獨特的推進系統設計，甚至可能更高。但在這個高速平台能夠飛行之前，它必須學會滑行。這正是該公司最近推出的Quarterhorse Mk0原型機的目标。
一旦完成，這架非飛行飛機将為赫爾墨斯提供開始測試遠端飛行控制等機載系統的機會，同時該公司第一架飛行原型機Quarterhorse Mk1的生産正在進行中。
Quarterhorse長約40英尺，由赫爾墨斯自己設計的渦輪聯合循環(TBCC)發動機提供動力，該發動機被稱為Chimera。顧名思義，這種吸氣式噴氣發動機實際上可以被認為是兩個發動機合二為一：第一個是渦輪噴氣發動機，第二個是沖壓發動機。渦輪噴氣發動機擅長為飛機提供從完全停止到3馬赫左右的動力。沖壓發動機在高速時接管；Chimera的沖壓發動機旨在将Quarterhorse加速到超過4馬赫，甚至可能在高達95,000英尺的高度超過5馬赫。
這将使這家勇敢的初創公司不僅擁有世界上最快的可重複使用噴射機，而且使赫爾墨斯公司成為世界上第一家部署可重複使用高超音速飛機的公司。
有了Quarterhorse後，赫爾墨斯公司打算轉向其軍用專用平台Darkhorse，該平台将由更大、更強大的TBCC發動機提供動力，并以普惠F100渦輪風扇發動機為基礎。F100為F-15Eagle等高性能戰鬥機提供動力，其推力将是Chimera目前J85的四倍以上，進而實作更大的有效載荷和更快的速度。
在飛機工作的同時，該公司也在開發Chimera發動機。它的第一個版本是在通用電氣J85渦輪噴氣發動機的基礎上建造的。較之前的版本，新的版本補充了自己設計的直通輪廓。在 2022 年秋季，赫爾墨斯公司對這種發動機進行了測試并确認了以兩種模式運作的可能性。目前，其正在開發一種更大、更強大的Chimera II發動機，它基于普惠F100發動機。該發動機專為未來的 Mk 2 超音速無人機和随後的高超音速飛機而設計。這種産品的開發和測試應在無人駕駛飛行實驗室建設完成之前完成，即在2025年期間完成。
近年來，高超音速飛彈因其速度和機動性的結合而能夠擾亂最先進的防空系統，是以引起了廣泛關注，但這些武器令人難以置信的成本讓許多人質疑它們是否能提供真正的防空系統。實戰價值。根據五角大樓最近的一項估計，每枚高超音速飛彈的成本可能高達1.06億美元，比全新的F-35A貴約2700萬美元。據報道，赫爾墨斯并不是唯一參與這一項目的公司，至少還有一項公開披露的計劃，即在美國空軍研究實驗室的秘密範圍内部署高超音速無人機（某種）。空軍打算使用速度更快的超燃沖壓發動機，而不是像赫爾墨斯那樣将渦輪風扇發動機與沖壓發動機相結合。
從實際角度來看，聯合循環渦輪風扇/沖壓發動機和渦輪風扇/超燃沖壓發動機的工作方式非常相似，但沖壓發動機在與燃料混合并點燃推進力之前将流入的空氣減慢至更易于控制的亞音速，而超燃沖壓發動機則允許空氣進入以超音速流過它們。是以，沖壓發動機的速度可能無法超過6馬赫，而超燃沖壓發動機可能會繼續加速到10馬赫甚至更高。
不過，所有速度的提高都伴随着複雜性和成本的大量增加。科學家将超燃沖壓發動機超音速氣流中的點火比作在飓風中點燃火柴。盡管多年來有許多成功的超燃沖壓發動機技術示範，但成功地将超燃沖壓發動機應用到作戰飛機或武器中帶來了一系列工程挑戰。
但是，沖壓噴氣發動機基于較舊且更成熟的技術，是以需要克服的技術障礙較少，這可能會讓赫爾墨斯公司成為第一家超過5馬赫的公司。但在做到這一切之前，Quarterhorse Mk0需要證明它能夠在地面上進行嚴格測試。