1.2.2 临近空间高速目标发展动态

临近空间与临近空间高速飞行器是未来空间争夺的焦点，目前主要军事强国正在加紧进行临近空间高速目标的各项研究工作，以争取尽早占据这一战略制高点，在未来的军事对抗中获取优势及主导地位。

作为航空工业强国，美国在临近空间高速目标的研究中一直处于领先地位。20世纪60年代，美国洛克希德·马丁公司的“臭鼬工厂”设计并制造了SR-71“黑鸟”喷气式战略侦察机，最大飞行速度可达3.5马赫，能够在30 000m的高空巡航[54]。SR-71比当时绝大部分防空导弹、战斗机的速度更快、飞行高度更高，当时被称为“无法被击落的神话”。图1-2所示为SR-71“黑鸟”临近空间战略侦察机。

自1995年起，美国国家航空航天局（NASA）就提出并开始实施“高超声速目标发展计划”，大力发展临近空间高超声速飞行器。2001年，美军研制的X-43A首飞失败，后经改良于2004年试飞成功，其速度达到了7马赫。同年年底的第三次试飞中，X-43A的最高速度达到了10马赫[55-56]，图1-3所示为X-43A临近空间高超声速飞机。

2004年1月，美国国防部高级研究计划局（DARPA）联合美国空军研究实验室主持研制临近空间高超声速验证机，代号“乘波者”。2005年9月，美国空军正式将该计划编号为X-51A[57]。2010年5月，X-51A“乘波者”临近空间高速飞行器进行了首次试飞，飞行速度达到了5马赫，但由于密封问题或作动器故障，该次试飞并未达到预期，以失败告终。在随后的3年中，美军又进行了3次试飞，仅有一次成功，飞行速度达到5.1马赫，即每小时可以飞行约6248km，基本能够满足“一小时打击全球”的军事需求。图1-4展示了X-51A“乘波者”临近空间高速飞行器。

2007年，美国洛克希德·马丁公司提出了SR-72“临界鹰”无人侦察机的概念，用以执行远距离侦察监控、携带临近空间新型武器发起远距离俯冲等任务，图1-5所示为SR-72“临界鹰”临近空间无人侦察机[58]。该型号无人机是在SR-71“黑鸟”侦察机的基础上进行改进的，最大飞行速度可达6马赫。

2003—2012年，DARPA联合美国海军开展“猎鹰”计划，目的是研制出可重复利用的无人驾驶超高速空天飞机。后来该类无人机被命名为HTV系列临近空间飞行器，包括HTV-1、HTV-2和HTV-3这3种型号[59]。2010年和2018年，HTV-2的型号验证均取得成功，其最高速度可以达到20马赫，图1-6所示为HTV-2临近空间高速飞行器。

2011年，美国成功试飞X-37空天战斗机，并于2012年再次发射成功。该飞行器在太空停留长达22个月后成功返回地球，官方记录的最高速度可达25马赫[60-62]。X-37空天战斗机如图1-7所示，X-37拥有出众的巡航能力和突防能力，能够持续执行飞行任务，作战半径极大，具备“1小时打击全球”的能力。该型号空天战斗机的出现扩大了美军在临近空间的作战优势，给传统的防空系统带来巨大威胁。

此外，美国正全力研发能以5马赫速度飞行的临近空间高超声速远程战略轰炸机B-3[63]。相关资料显示，B-3预计将于2030年研制成功并列装部队，用以替换现有的B-2轰炸机。B-3能够以高超声速进行超远程巡航，具备“1小时打击全球”的能力。与B-2相比，其隐身效果更好、载弹量更大，并能在无须加油的条件下连续飞行达5000km以上。图1-8展示了B-3高超声速远程战略轰炸机的构想图。

除美国外，世界其他主要军事强国（俄罗斯、法国、德国、澳大利亚等）也相继开展临近空间高速飞行器的研究计划，具体情况如表1-1所示[64]。

我国近年来也在积极开展临近空间高超声速飞行器的研究。2014—2016年，我国自主研制的DF-ZF高超声速飞行器经过7次成功试飞，能够以最高约10马赫的速度在临近空间滑翔，具有强机动性，射程可达12 000km。该型号的成功试验为我国在该领域后续深入研究奠定了坚实基础。2018年，中国航天空气动力技术研究院进行了“星空2号”高超声速飞行器首次测试并取得成功，测试中其最高速度能够达到6马赫以上。

总体来看，临近空间高速目标的主要发展趋势可以总结为以下两点。

（1）飞行速度越来越快：飞行速度由早期SR-71的3.5马赫到X-51A的5.1马赫、SR-72的6马赫、HTV-2的20马赫，再到X-37B的25马赫。临近空间高速目标的飞行速度发展趋势如图1-9所示。

（2）机动性越来越强：由早期SR-71多以稳态巡航飞行到爬升+俯冲飞行，再到X-37B、DF-ZF等能够以跳跃、螺旋、蛇形机动、正弦、大拐角等诸多不规则运动方式飞行。临近空间高速目标的机动性能发展趋势如图1-10所示。

随着以临近空间高速飞行器为代表的空间高速目标研制技术的不断发展与完善，这类目标势必会给雷达长时间相参积累信号处理带来更加严峻的挑战，促使长时间相参积累信号处理理论与方法的研究不断更新迭代。