Time： 2021-08-25
韋克威科技
中國亞軌道運載器首飛成功，技術難度超美國X37B
前段時間，我國的亞軌道重復使用演示驗證項目運載器在阿拉善盟地區成功著陸，這次的繞地飛行測試計劃也是非常成功的。而試驗取得圓滿成功也立刻引發了國內外媒體和專家的高度關注，要知道國產空天飛機的成功首飛將會帶來一場革命性的變化，甚至可能將重新建立航天領域的“游戲規則”。
要知道在航天領域中，空天飛機的出現就是一個非常不可思議的事情。相對于傳統的航天飛機和運載火箭等目標飛行器，空天飛機不僅技術更加先進，并且研制難度也更高。而目前，我國研制的空天飛機據稱在技術難度上已經超過了美國的X37B，有望成為全球第一架太空戰斗機！關于空天飛機，最知名的莫過于美國波音公司和NASA聯合研制的X37B空天飛行器，這是一款同航天飛機一樣可以重復使用的太空飛機。與航天飛機一樣的是，X37B在進入太空和近地軌道的時候也是需要大型火箭將其送入太空中的預定軌道。而在進入太空之后，其自身搭載的火箭發動機可以成功點火，然后在近地軌道上自由飛行。而在結束全部任務之后，X37B在接受地面指令的情況下啟動火箭發動機返回大氣層，最終依靠自動駕駛模式成功著陸。之所以X37B空天飛機備受外界關注，還是因為其機動靈活性和高達25馬赫的速度。據專家介紹，X37B空天飛機在近地軌道上進行靈活進行變軌飛行，并且其最高速度能達到音速的25倍以上，一般軍用雷達技術根本無法對其進行捕捉。如此出色的機動性能也導致其可以在半個小時內就飛到全球任何一個區域的上空，并且現役的任何反導系統對于X37B來說都是“不設防”。最關鍵的是，X37B空天飛機擁有450公斤的有效負荷，能夠攜帶包括機械臂在內的多種裝備，俄羅斯專家甚至認為X37B空天飛機還可以攜帶高能激光武器和脈沖武器，一躍變為空天戰斗機。而在特殊時期，其搭載包括核彈頭在內多種大規模殺傷性武器，一躍變身為空天戰略打擊者。但即使是這樣，X37B空天飛機也依然存在一個巨大的缺點，即只能依靠傳統運載火箭垂直發射。采用這種發射方式固然沒有任何不妥，但是在特殊情況的時候，發射前準備時間太長、需要垂直發射架和無法靈活部署就成為最致命的缺點，畢竟全境只有幾個發射基地，很難不將其發現。而且X37B使用的運載火箭都是一次性的產品，所以整體的使用成本依然很高，除了執行一些高價值和特殊的任務以外，并不適合大規模部署和使用。只是對于美國人苦惱的問題，對于我國來說似乎也不是那么嚴重，之所以我國的空天飛機在技術上超過了美國的X-37B空天飛機其實也是有原因。我國空天飛機在外形上與X37B相差無幾，整體的氣動布局大致相似，但是整體的飛行模式卻有本質上的區別。據介紹，國產空天飛機的全部飛行過程分為3個階段，第一階段，將空天飛機和運載飛行器結合，運載飛行器在地面啟動自身安裝的發動機，發動機逐漸加速，一直到10馬赫以上的高超音速的狀態的時候，就進入了第二階段。與第一階段不同的是，當運載飛行器和空天飛機到達大氣層邊緣預定高度和飛行速度的時候，空天飛機和運載飛行器實行技術分離。然后空天飛機發動機點火，利用后者賦予的動能加速度擺脫引力束縛，最終進入預定軌道開始執行飛行任務。而完成運輸任務的運轉飛行器則開始逐漸調整飛行姿態，慢慢返回機場跑道著陸。兩者的原理本質上相同，只是這里將美國人使用的一次性運載火箭進行發射運輸，而我國則使用可以重復使用的亞軌道運載飛行器進行發射。前者的優點是技術難度相對較低，缺點是成本大和靈活性較差。而后者的優點是機動靈活、準備時間短和使用成本低，缺點就是技術難度較大。一般這種可以重復使用的亞軌道運載飛行器都是采用的組合循環發動機，即渦輪噴氣發動機+沖壓發動機+火箭發動機的組合的動力系統裝置。這樣可以使得運載器在機場跑道上就可以進行發射任務，受到天氣、環境和時間等條件的限制可能性低不少。早在2019年的時候，我國就成功完成了渦輪輔助火箭增強沖壓組合循環發動機點火和模式轉換測試，比美國波音公司研制的新型渦扇+火箭發動機的組合動力系統技術還要先進不少。最環境的是，這種新型組合發動機可以讓空天飛機實現單級入軌。而在2020年初的時候，我國成功在風洞內部完成了兩級入軌空天飛行器自由分離試驗，兩級并聯飛行器成功分離。這項試驗的成功也為后續國產空天飛機和運載飛行器的研制工作打下了堅實的基礎。而在9年后，也就是2030年的時候，我國騰云計劃也將正式開始進行二級入軌技術驗證飛行，也就是說，我國有望領先美國成為全球第一個將空天飛機，甚至是空天戰斗機投入使用的國家，在航天領域實現首次技術上的領先。來源：國科環宇
