美商業公司推進研發可用作高超聲速飛行試驗台的GO1空射型火箭

為響應高速飛行試驗能力建立需求，小型運載火箭開發商——時代軌道發射服務公司（Generation Orbit Launch Services，GO公司）正在對其研發的高超聲速飛行試驗台進行一系列關鍵的熱點火測試和系留運載飛行試驗。

一、GO1火箭及其試驗計劃

時代軌道發射服務公司正在研發GOLauncher-1（GO1）空射型火箭，用於亞軌道研究和高超聲速飛行試驗，目的是填補自1968年美空軍X-15試驗機在退役以來出現的大氣層高速試驗能力缺口。該火箭正在進行一系列風洞試驗，並即將開展熱點火測試和系留運載飛行試驗。預計2018年生產首個試飛的GO1火箭，2019年初進行首次動力飛行。

主要試驗計劃

GO1主要面向亞軌道和高超聲速試驗；5.3%的縮比火箭正在美空軍的風洞進行試驗；GO1液體燃料火箭將在11月進行熱點火測試；惰性試驗單元運往NASA阿姆斯特朗飛行研究中心，準備在10月執行系留運載飛行試驗；速度達6馬赫的首次全程飛行試驗將在2019年初進行。

GO1火箭簡介

GO1是單級液體燃料火箭，重約2400磅（約1090千克），可攜帶300～1000磅（約136～454千克）有效載荷，從改裝型「灣流-3」商務機上發射，可投送廣泛的有效載荷，並能以多種軌跡飛行，完成高空微重力飛行試驗，可通過壓低彈道開展高馬赫數、高動壓的高超聲速試驗。GO公司首席執行官安東尼·皮普利卡表示，這是工業界當前尚不具備的獨特能力，特別是在高超聲速試驗方面。GO公司希望提供一種經濟可承受且高節奏的在高馬赫數和高動壓條件下定期進行飛行試驗的能力。

GO1的高翼和襟翼將協助發射後的上拉機動操作，有助於在低攻角維持巡航試驗條件

主要用途

GO1主要面向四類任務，其中有三類任務針對高超聲速試驗，另一類任務針對亞軌道微重力研究。關於高超聲速飛行試驗能力，GO1可以用於投放類似於X-51A的配備吸氣式推進系統的飛行器，也可投送類似於HTV-2的助推-滑翔式的飛行器。此外，GO1還可用作高超聲速巡航載具，在8.5萬英尺（約26千米）高空、1000磅/平方英尺的動壓下維持長達1分鐘、速度達6馬赫的飛行。皮普利卡表示，這可以用來測試高速推進系統，無需依靠受測系統提供推力、控制或數據。雖然1分鐘的測試時長可能太短，無法實現結構熱平衡，但卻足以獲得穩定狀態。

儘管有些用戶要求適用於各種有效載荷的亞軌道飛行能力，但GO公司的研究領域是高度範圍在5萬～12萬英尺（15.4～37千米）、速度範圍在4～8馬赫的飛行包線。皮普利卡稱，此範圍適合測試高速系統的推進和控制性能，是邊界層科學家極其關注的領域。

熱點火測試

根據空軍研究實驗室2016年底授予的合同，GO公司正在完成全尺寸功能原型的組裝，準備於11月在愛德華茲空軍基地對該原型進行熱點火測試。該原型包括推進劑儲箱、發動機、增壓系統、進給系統、航電設備和以及工裝等設備，但不包括氣動舵面。分級燃燒的火箭發動機以液氧和煤油為燃料，可提供5000磅（約2270千克）的海平面額定推力。

風洞試驗

根據同一合同，GO公司還在賴特-帕特森空軍基地對GO1火箭5.3%的縮比模型進行風洞試驗。GO公司已經在該基地的亞跨超三聲速氣體動力學設施進行了以0.23～3馬赫速度飛行的初步試驗。該公司還將於8～9月在空軍研究實驗室近期開放的6馬赫羅德維奇高超聲速風洞進行後續試驗。該縮比模型包括可動控制舵面和模塊化有效載荷，能以不同的控制偏移程度和有效載荷形狀進行測試。

GO1的基線空氣動力學性能正在美空軍研究實驗室的亞跨超三聲速氣體動力學設施進行驗證

GO公司還建造了「灣流-3」運載機5.3%的縮比模型，將於10月在紐約州布法羅市的卡爾斯潘跨聲速風洞進行測試。該測試工作將聚焦於系留運載空氣動力學和外掛物分離試驗。皮普利卡表示，這是該項目的一個關鍵技術風險點，也是公司密切關注的問題。

系留運載飛行試驗

同時，GO公司還在與NASA合作開展系留運載模型的其他試驗。全尺寸惰性試驗單元將在完成地面振動測試後，於10月懸掛在NASA的一架「灣流-3」運載機下方進行系留運載飛行試驗，試驗將在NASA阿姆斯特朗飛行研究中心執行。皮普利卡稱，系留運載試驗有助於理解該組合系統的操縱性能，並驗證結構和負載模型；屆時，該試驗將實現高度3.5萬英尺（約10.8千米）、速度0.7馬赫、航跡角30°的分離臨界條件。系留飛行試驗將模擬發射中止的情況，並將在卡爾斯潘風洞的掛載物分離試驗之前就提供數據。

首次試射

根據當前計劃，GO公司將於2019年初，在距佛羅里達海岸200海里以內的塞西爾航天中心進行GO1的首次試射。該任務旨在驗證基本可操作性，並演示驗證6馬赫和1000磅/平方英尺動壓下至少5秒鐘的持續飛行。皮普利卡表示，公司致力於驗證從飛機發射低溫液體燃料火箭及其在高超聲速等條件下飛行的能力。皮普利卡表示，自X-15退役以來，還沒有其他系統能做到這點；公司認為應該在投資建造更大型系統之前涉足該領域的研究。

二、GO公司研製的其他小衛星運載器

GO公司後續還計劃建造更大型的運載器。據《航空周刊》報道，該公司已經放棄了建造能將40千克有效載荷發送至低地球軌道的GOLauncher 2（GO2）兩級運載火箭的計劃，轉而研發GOLauncher 3（GO3）小衛星運載火箭。GO3是全液體燃料的兩級火箭，能將近500千克有效載荷送入太陽同步軌道，目標發射價格不到3萬美元/千克。該運載器目前正處於初步設計階段，將在本世紀20年代初從改裝型DC-10運載機發射。

GO3是後續較大型的小衛星運載火箭，將從改裝型DC-10運輸機發射

GOLauncher Next（GONext）運載器是公司構想的用於發送重達1噸小型有效載荷的高度響應性太空進入系統，或者用於重達3噸有效載荷的全球投送。GONext運載器將在先進組合循環推進系統和可重複使用高溫結基礎上建造而成，目標是大幅降低航天發射和超高速點到點飛行的成本，同時保留水平發射的優勢，具有靈活性、響應性和飛機一樣的操作方式。

GOLauncher Next

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