美国平流层发射系统公司研制的双机身载机“洛克”，是人类迄今为止建造的翼展最大的飞机。2022年5月4日，“洛克”完成了第五次飞行测试。

(资料图片仅供参考)

美国平流层发射系统公司于2022年5月4日宣布，双机身载机——“洛克”（ROC）完成第五次飞行测试。在第五次试飞中，“洛克”在加利福尼亚莫哈韦基地上空飞行了4h58min，飞行高度达到6858m；且首次在载机的中央翼上安装了挂架，挂架重约3.6t，长约4.3m，该挂架将用于挂载投放“利爪”A（Talon-A）高超声速试验飞行器。

项目背景

平流层发射系统公司成立于2011年，是一家美国航空航天运载公司，最初定位于为政府、商业用户提供低成本、高可靠、高灵活性的空基航天发射服务。该公司于2018年被股东出售，之后将业务定位转变为发射高超声速飞行器。

2011年底，平流层发射系统公司宣布，开始研制平流层空射系统，该项目最初分为双机身载机平台和空射火箭两个部分。

双机身载机平台，即“洛克”，采用双机身布局，两个机身之间设计有挂架，用于挂载运载火箭。“洛克”于2019年4月首飞，发展相对顺利。

然而，空射火箭部分的发展则较为坎坷，最终于2018年，公司将发展方向转为发射高超声速飞行器，双机身载机也随即被定位为高超声速飞行试验载机平台。公司意图开展“利爪”A高超声速试验飞行器的研制，并计划在“利爪”A完成飞行试验后，在双机身载机中心机翼下安装塔架，以便一次运载三架“利爪”A飞行器，为特定的任务场景提供支持。

技术方案

“洛克”的技术方案

“洛克”载机是迄今为止人类建造的翼展最大的飞机，双机身布局，机身采用碳纤维复合材料。为了节约成本，其发动机、燃油、航电、座舱、起落架等分系统均沿用自波音747飞机。在飞行时，只有右侧机身内有驾驶员与操纵设备，左侧机身内无驾驶员。

“洛克”双机身载机的三视图。

表1 双机身载机主要技术指标。

“利爪”A技术方案

“利爪”A是一型由火箭推进的可重复使用试验平台，长8.5m，翼展3.4m，发射重量约为2720kg，能够携带定制有效载荷以Ma6的速度飞行，之后自动返回，在常规跑道上着陆。同时，该飞行器还能够借助其火箭发动机，从传统跑道上自动起飞。“利爪”A及“利爪”+（两型平台为缩比关系）的主要技术指标见下表。

表2 “利爪”A和“利爪”+的技术指标。

进度及计划

“洛克”研制进度及计划

2012—2013年，平流层发射系统公司先后建成了制造机库和装配机库，用于载机机翼和机身的制造和装配，机库面积分别达到8200㎡和8607㎡。

2017年5月，“洛克”双机身载机首次公开展示，并完成了燃油加注试验及载重和平衡测试。同年9月，双机身载机成功进行了6台涡扇喷气式发动机的第一轮试验，试验中每台发动机工作正常，性能均达到了预期要求。除发动机试车，平流层发射系统公司还对控制、电气、气动和火警系统进行了性能测试。在接下来的几个月，公司继续对载机的发动机进行了更高功率等级的试车，并对结构进行了一些适应性改变。

“洛克”停放于莫哈韦航空航天港。

2017年至今，“洛克”双机身载机先后成功进行了四次滑行测试和五次飞行试验，技术成熟度不断提高。

表3 双机身载机测试情况列表。

“利爪”A研制进度及计划

2018年9月，平流层发射系统公司公布了两型高超声速飞行试验平台的概念方案与研制计划，这两型高超声速飞行试验平台是缩比关系，其中小型平台命名为“高超”A（Hyper-A），大型平台为“高超”Z（Hyper-Z），二者外形、动力等均相似，分别定位于Ma6和Ma10飞行试验平台。而后，“高超”A和“高超”Z分别被正式更名为“利爪”A和“利爪”+。

“利爪”A概念方案。

2021年9月，平流层发射系统公司宣布已完成“利爪”A高超声速试验飞行器关键设计审查。2022年4月，公司宣称前两架高超声速试验飞行器（Talon-A0、Talon-A1，均为一次性使用）的系统集成工作正在进行中，第三架高超声速试验飞行器（Talon-A2，完全可重复使用）的制造工作也已开始。

平流层发射系统公司计划在2022年下半年完成“利爪”A的首次高超声速飞行试验，按照当前的研制进度，该公司有望从2023年开始向政府和商业客户提供试验服务。

分析与研判

受到技术层面和经济层面的双重限制，双机身载机转型作为高超声速飞行试验载机是最佳的选择。

纵观双机身载机的整个发展历程，“洛克”的定位从最初的空射运载火箭转变为空射高超声速飞行器，主要有三方面原因。

一是公司在空射运载火箭的研发上遇到了技术瓶颈，后续发展无法维系；二是SpaceX开发的重复使用运载火箭取得了巨大成功，大幅抢占了低成本航天发射市场，使空射运载火箭的市场前景更加黯淡；三是美国军方正在大力发展高超声速导弹、飞机等技术和装备，提出了低成本、高频率、常态化开展高超声速技术飞行试验的需求，平流层发射系统公司战略方向的转变也是为了与本国的发展需求相契合。

总体而言，从空射运载火箭到空射高超声速飞行器的战略转变是当前环境下的最佳选择。

双机身载机作为高超声速技术飞行试验载机，未来发展的机遇与挑战并存。

一方面，美国军方正以最高优先级大力发展高超声速装备和技术，这将直接带来高超声速技术飞行试验需求的大幅提升。2020年6月，美国国防部国防研究与工程现代化局局长马克·刘易斯就曾表示，“计划从2021年起启动大规模高超声速飞行试验，未来四年的试验总数可能高达40次。”

此外，美国近年密集开展高超声速武器地面试验，但目前风洞设施的试验能力已经饱和，且飞行试验次数较为有限。从2021年开始，美国将把重点从地面试验转向飞行试验。因此可以预见，未来美国军方的在高超声速领域的飞行试验需求将是非常巨大的，这将为平流层发射系统公司带来空前机遇。

另一方面，高超声速技术飞行试验载机目前并非平流层一家独大，波音、诺格、洛马这些老牌军工企业迅猛的发展态势也给平流层带来了较大挑战。

2022年5月，美国空军AGM-183A高超声速导弹助推飞行试验首次取得成功，在试验中，AGM-183A导弹由B-52H轰炸机挂载，于加州海岸附近与载机分离，然后助推器点火并燃烧了“预期时间”，将导弹加速到Ma5以上。该项目此前开展的三次飞行试验均以失败告终，而本次试验终获成功也意味着B-52H作为AGM-183A高超声速导弹的飞行试验载机已经取得技术突破。

诺斯罗普·格鲁门公司也已经完成了由L-1011“三星”（Tristar）飞机作为载机的首次高超声速飞行试验。虽然关于该次试验的相关技术细节没有公布，但是从进度来看，L-1011“三星”已经走在了“洛克”的前面。

从挂载能力来看，双机身载机任务灵活性更强、潜力巨大。

从技术指标来看，“洛克”的最大挂载重量可以达到230t，对于空射高超声速飞行器而言绰绰有余。虽然平流层发射系统公司在2018年所有权变更时表示要“成为世界领先的高速飞行测试服务供应商”，但是从技术能力上来看，其仍具有空射重型载荷的潜力。

“洛克”原计划挂载的载荷包括“飞马座”火箭、中型MLV、重型MLV和空天飞机。所以，即便是“洛克”转身投入高超声速飞行试验的怀抱，也不排除它重新开展空射重型载荷业务。相比之下，由于L-1011最初是为空射“飞马座”运载火箭而开发，虽然其同样具备携带有效载荷和空中发射的能力，且能够以Ma0.85或者更高的速度将载荷携带到约12800m的高度释放，但是其所携带的外部载荷需安装于飞机腹部，尺寸限制在长约17m、深约1.5m之内，重量也限制在24~36t左右。因此，从发射任务的灵活性来说，“洛克”具备更广阔的市场潜力。

（谭思玚，廖孟豪，中国航空研究院）