作者：武浩伟 黄瑞鑫 韩帅琪
高超音速主题在美国成为热门，成立于上个十年末的赫尔墨斯（Hermeus）公司就正在研究Quarterhourse系列飞机。不断积累经验、改进技术，以开发成熟的高超音速飞机。
赫尔墨斯公司由几家大型飞机制造商的前雇员和年轻的专业人士于 2018 年创立。它的主要任务是研发适用于军事和民用领域的具有高超音速飞行速度的多用途空中平台。在其早期阶段，该公司就提出了这种装备的几个概念。·
飞机的方向始于对支架和风洞的研究。然后计划依次开发几种用于地面和飞行测试的实验性无人驾驶飞行器。这些项目统称为Quarterhorse，这反映了在没有高航程要求的情况下获得最大飞行速度的需要。
第二个工作领域是研发用于飞行 Quarterhorses 的发动机。根据研究结果，其决定使用结合涡轮喷气发动机和冲压式喷气发动机的联合循环系统。这种架构以项目的名称 - Chimera（“Chimera”）命名。
在新项目中，计划使用所有可以加快开发和原型制作的现代设计和工艺流程。结构的设计和计算以电子形式进行，增材技术用于制造原型，主要是金属3D打印等。
赫尔墨斯公司的技术演示机Quarterhorse最终目标是达到超过4马赫的速度，并且由于该公司独特的推进系统设计，甚至可能更高。但在这个高速平台能够飞行之前，它必须学会滑行。这正是该公司最近推出的Quarterhorse Mk0原型机的目标。
一旦完成，这架非飞行飞机将为赫尔墨斯提供开始测试远程飞行控制等机载系统的机会，同时该公司第一架飞行原型机Quarterhorse Mk1的生产正在进行中。
Quarterhorse长约40英尺，由赫尔墨斯自己设计的涡轮联合循环(TBCC)发动机提供动力，该发动机被称为Chimera。顾名思义，这种吸气式喷气发动机实际上可以被认为是两个发动机合二为一：第一个是涡轮喷气发动机，第二个是冲压发动机。涡轮喷气发动机擅长为飞机提供从完全停止到3马赫左右的动力。冲压发动机在高速时接管；Chimera的冲压发动机旨在将Quarterhorse加速到超过4马赫，甚至可能在高达95,000英尺的高度超过5马赫。
这将使这家勇敢的初创公司不仅拥有世界上最快的可重复使用喷气式飞机，而且使赫尔墨斯公司成为世界上第一家部署可重复使用高超音速飞机的公司。
有了Quarterhorse后，赫尔墨斯公司打算转向其军用专用平台Darkhorse，该平台将由更大、更强大的TBCC发动机提供动力，并以普惠F100涡轮风扇发动机为基础。F100为F-15Eagle等高性能战斗机提供动力，其推力将是Chimera当前J85的四倍以上，从而实现更大的有效载荷和更快的速度。
在飞机工作的同时，该公司也在开发Chimera发动机。它的第一个版本是在通用电气J85涡轮喷气发动机的基础上建造的。较之前的版本，新的版本补充了自己设计的直通轮廓。在 2022 年秋季，赫尔墨斯公司对这种发动机进行了测试并确认了以两种模式运行的可能性。目前，其正在开发一种更大、更强大的Chimera II发动机，它基于普惠F100发动机。该发动机专为未来的 Mk 2 超音速无人机和随后的高超音速飞机而设计。这种产品的开发和测试应在无人驾驶飞行实验室建设完成之前完成，即在2025年期间完成。
近年来，高超音速导弹因其速度和机动性的结合而能够扰乱最先进的防空系统，因此引起了广泛关注，但这些武器令人难以置信的成本让许多人质疑它们是否能提供真正的防空系统。实战价值。根据五角大楼最近的一项估计，每枚高超音速导弹的成本可能高达1.06亿美元，比全新的F-35A贵约2700万美元。据报道，赫尔墨斯并不是唯一参与这一项目的公司，至少还有一项公开披露的计划，即在美国空军研究实验室的秘密范围内部署高超音速无人机（某种）。空军打算使用速度更快的超燃冲压发动机，而不是像赫尔墨斯那样将涡轮风扇发动机与冲压发动机相结合。
从实际角度来看，联合循环涡轮风扇/冲压发动机和涡轮风扇/超燃冲压发动机的工作方式非常相似，但冲压发动机在与燃料混合并点燃推进力之前将流入的空气减慢至更易于控制的亚音速，而超燃冲压发动机则允许空气进入以超音速流过它们。因此，冲压发动机的速度可能无法超过6马赫，而超燃冲压发动机可能会继续加速到10马赫甚至更高。
不过，所有速度的提高都伴随着复杂性和成本的大量增加。科学家将超燃冲压发动机超音速气流中的点火比作在飓风中点燃火柴。尽管多年来有许多成功的超燃冲压发动机技术演示，但成功地将超燃冲压发动机应用到作战飞机或武器中带来了一系列工程挑战。
但是，冲压喷气发动机基于较旧且更成熟的技术，因此需要克服的技术障碍较少，这可能会让赫尔墨斯公司成为第一家超过5马赫的公司。但在做到这一切之前，Quarterhorse Mk0需要证明它能够在地面上进行严格测试。