据《南华早报》报道称，中国科学家发表论文指出美国持续高超音速武器试射失败原因，NASA主导建立的高超音速空气动力学模拟分析软件或存在致命缺陷，网友纷纷表示，对于这种绝密级别的发现，怎么能发表论文广而告之呢？就让美国一直失败下去，找不到原因最好！

美科学家怎么都想不到：居然是Vulcan-CFD软件出问题了

高超音速技术是目前全球多国都在极力突破的技术，就目前而言，中国与俄罗斯等早已经装备高超音速导弹，其中俄罗斯的高超导弹还参与了俄乌战争，摧毁了多个目标！除了中俄以外，朝鲜与伊朗也声称掌握了高超音速导弹的技术，其中朝鲜还在近期试射了乘波体的滑翔高超音速导弹“火星炮-16B”

然而在这些突破高超音速的国家中却少了一个出现频度最高的热词“美国”，这一定是各位都无法想到的意外，美国开始研制高超音速武器比上述任何一个国家都早，投入的资金与技术力量比任何一个国家都多，但屡射屡败，甚至连续三次失败的仍然坚持发展，这种精神真可谓执着，但在科学技术如此强大的美国，一个小小的高超武器却始终搞不定，连美国人都不知道是什么原因，常常是测试成功了一次有连着失败，搞得美国人都开始怀疑人生了。

美国科学家不知道原因不代表中国科学家也不知道，高超音速技术实验室研究员刘军教授领导的团队表3月14日发表在《空气动力学报》上的一篇论文显示，美国人用来研究高超音速模拟与分析的高温烧蚀复杂方程中一个被忽略的致命缺陷可能是问题真正的根源：

在高超音速状态下，空气已经无法通过压缩的气流感知飞行器的到来，被压缩的气流会随着机体形状形成一道尖锐的激波，这层压缩波能量很大，会在飞行器鼻锥附近产生很高的温度，因此飞行器往往需要在这个位置做耐高温的材料，以防止被高超音速气动加热烧毁。

但这个位置的材料却不只是耐高温，还需要透电磁波或者红外甚至可见光，原因很简单，目前各国突破的都是高超音速导弹，既然当做导弹来用，总不能让它成为瞎子吧，所以在鼻锥上会装入通信天线、雷达、红外与可见光等光电探测设备，所以对这个位置的要求可是变态级的。

能透波、透光的材料很多，但却大都不耐高温，所以脑子聪明的科学家想出了让人拍案叫绝的操作方法，比如利用“发汗材料”来对付高温烧蚀作用，简单地说就是在透波材料表面搞出很多会蒸发的成分，高温下蒸发带走大量热，保住了弹头与透波材料的鼻锥整流罩。当然也不只是这种方式，材料技术高超的国家，比如中国就搞出了既耐高温又透波还不需要“发汗”的材料，结构简单还节省了重量。

但即使如此，也需要在模拟高超音速的条件对这个位置材料受到气流冲刷进行分析，以了解高温分布以及扩散范围，并且确定可能达到的最高温度，因为在这种极端条件下氧气和氮气都会发生反应，对壳体表面产生很大的影响，因此要研发一个高超音速的飞行器，需要进行大量的风洞试验。

一般在高超音速风洞取得的数据都会用Vulcan-CFD进行分析，这是一套可以模拟从亚音速到高超音速条件下的连续流场，所采用的控制方程包括化学和热非平衡过程，以及用于雷诺平均和大涡模拟的各种湍流模型。允许有限速率化学和/或热力学非平衡。以单元为中心的求解器可以处理多块结构化或混合元素（四面体、棱柱体、金字塔和六面体）非结构化网格。该软件由NASA兰利研究中心的高超音速吸气推进分部分发，目前最新的版本是7.2.0，该软件的影响力非常大，全球大多数风洞的高超数据分析都会用到它！

但高超音速技术实验室研究员刘军教授领导的团队在研究中发现，Vulcan-CFD在高超音速流场上细节处理存在非常严重的问题，该团队在论文中表示，该软件对这一细节缺乏关注，导致模拟分析无法精确预测飞机表面的化学成分和温度变化，这可能会对依赖于飞机表面的模拟、设计或分析工作产生重大影响。

简单理解就是无法准确还原高超音速整流罩所处的实际环境，所有针对这种模拟需求设计的整流罩都存在很大的缺陷，在飞行过程中某些“未加固”的区域可能会遭到比试验之外更严重的高温气流冲刷从而导致透波失效甚至失去联系到失控坠毁等，失败是必然，成功则变成了侥幸，所以美军到目前为止几项高超音速失败更是证明了这一点。

各位应该会非常好奇，既然这种软件影响辣么大，为什么中国的高超音速却丝毫未受到影响？原因可能会让你笑昏倒，因为该软件早就因为NASA对中国进行技术封锁而不允许中国人使用，并且国外使用该软件业受到严格限制，比如只有在美国境内的科研机构才可以购买使用，当然像欧美与日本等科研机构门槛很低，只要在美国注册个机构或者合作机构就可以使用。

然而结果却打脸了，中国人搞出了自己的测试软件反而避开了这个巨坑！而NASA的这套Vulcan-CFD软件却因为影响实在太大，没有人质疑它的权威性，结果这个工具软件因为在处理数据上的疏忽导致美国高超音速技术十几年只前进了半步，NASA的喷气推进实验室JPL当年还是钱学森主导成立的，现在却沦为误人子弟的层次，不知道天天喷中国人偷窃技术的比尔·尼尔森看到这个新闻后会不会老脸通红害臊死。

美高超音速测试屡屡失败：夸张到网友都绷不住

美国最接近实战的有三大高超音速计划，LRHW和ARRW滑翔高超音速导弹与HAWC吸气式高超音速导弹，其中LRHW和ARRW已经多次试射，以下是这两款导弹试射的记录，首先是LRHW：

2022年6月，LRHW导弹在组装完成后CPS武器测试时失败，导弹未能成功点火；2023年3月、9月和10月连续三次测试均告失败，Breaking Defense的报道还称在3月与9月的两次测试中损失了两枚导弹，10月测试在点火前发现故障，终止测试保住了导弹；

LRHW是美国陆军与海军推进的高超导弹项目，这款导弹使用轴对称双锥体滑翔高超音速弹头，滑翔性能一般，但能解决有没有的问题，早在2021年美国陆军就装备了训练弹正在紧锣密鼓的展开训练，当时认为该导弹已临近装备，结果一拖3年过去了，导弹依然次次失败，这个训练的热情都没了。

美国海军原本打算将LRHW装备到朱姆沃尔特级驱逐舰上，但随着朱姆建造数量锐减并且预算严重超标，还因为LRHW遥遥无期，海军早已对LRHW能装备失去信心，目前就差临门一脚了，可能是成功，但更有可能被取消。另一款屡屡失败的是ARRW：

2021年4月5日，ARRW导弹助推器第一次测试，但试验时未能在B-52的挂架上脱离；2021年7月28日，美空军进行ARRW的助推器第二次测试，但释放后助推器未能成功点火；2021年12月15日，AGM-183A导弹（助推器+弹头）测试，导弹未能在载机上脱离，试验失败；2022年5月14日，美国空军第四次测试了AGM-183 ARRW高超音速导弹，从B-52轰炸机上发射后成功点火，最终飞行速度达五倍音速，测试获得了圆满成功；2023年3月13日，美国空军第五次测试AGM-183 ARRW高超音速导弹，结果数据链中断，导弹不知所踪，测试数据大部分可能已经丢失；

AARW是美国空军主导、洛克希德马丁负责开发的高超音速滑翔导弹项目，射程1600千米，弹头为乘波体，与朝鲜最近公开的“火星炮-16B”的弹头类似，这也是空军寄予厚望的项目，因为遏制中国解决台海问题的决心，从关岛机场起飞的B-52携带高超音速导弹威胁是最大的，成本也最低，但屡屡失败让美国空军严重丧失信心，所以在2023年4月份时就威胁要取消，但当时已经有生产多枚ARRW导弹，只能试射完毕以求取得最多的数据。然而之后的试射只是让美国空军对这种导弹有了“宝贵的新认识”：

2023年8月19日，空军对ARRW进行了另一次测试，并表示“对ARRW的能力有了宝贵的新认识”。2023年10月12日，空军对ARRW进行了另一次测试，并表示已“对这项新兴尖端技术的能力有了宝贵的新认识2023年12月9日作了另一次试射，据WIKI资料该试射成功，但据美媒的报道，AGM-183A并没有成功，目前有待核实。

最后一次试射是今年3月24日，从关岛起飞向东飞行大约4000千米，在夏威夷西南部海域进入发射阵位，之后导弹向西南部位于夸贾林环礁的里根导弹试验场发射，模拟威胁中国东南沿海，在试射后美军发言人并没有表示是否成功，仅仅表示“空军对这项新技术的能力有了宝贵的了解，这次测试获得了宝贵的独特数据”，各位不用瞎猜了，大意就是变着法子失败。

HAWC是美空军正在开发的吸气式高超音速武器，使用超然冲压发动机，可能这是目前美国进度最快的高超武器了，据WIKI资料，HAWC已经在2022年3月、2022年7月18日和2023年1月30日三次试射成功，原因可能是吸气式高超极速在5~6马赫，目前美国的Vulcan-CFD测试软件可以覆盖到，或者说误差不大，但滑翔高超最高速度在10~20马赫，极有可能无法覆盖，最终导致次次失败。

延伸阅读：为什么要告诉他们？

关于这篇文论文，笔者都很好奇，美国人软件有缺陷，就让他们继续缺陷好了，为什么要告诉他们？这到底算不算泄密？笔者认为应该也算一种，尽管论文并未给出具体数据，但作为在高超音速领域浸淫了几十年的NASA来说，很多事情就是一层窗户纸一捅就破了！

所以这个提醒很有可能会给Vulcan-CFD软件带来一次革新，搞不好过阵子这个软件的版本就从7.2.0升级到7.2.1了，这可不是什么啥好事，尽管美国人迟早会突破高超音速技术，但晚一天算一天，要让美国人付出最大的时间与资金成本！