Time： 2021-08-25
韦克威科技
中国亚轨道运载器首飞成功，技术难度超美国X37B
前段时间，我国的亚轨道重复使用演示验证项目运载器在阿拉善盟地区成功着陆，这次的绕地飞行测试计划也是非常成功的。而试验取得圆满成功也立刻引发了国内外媒体和专家的高度关注，要知道国产空天飞机的成功首飞将会带来一场革命性的变化，甚至可能将重新建立航天领域的“游戏规则”。
要知道在航天领域中，空天飞机的出现就是一个非常不可思议的事情。相对于传统的航天飞机和运载火箭等目标飞行器，空天飞机不仅技术更加先进，并且研制难度也更高。而目前，我国研制的空天飞机据称在技术难度上已经超过了美国的X37B，有望成为全球第一架太空战斗机！关于空天飞机，最知名的莫过于美国波音公司和NASA联合研制的X37B空天飞行器，这是一款同航天飞机一样可以重复使用的太空飞机。与航天飞机一样的是，X37B在进入太空和近地轨道的时候也是需要大型火箭将其送入太空中的预定轨道。而在进入太空之后，其自身搭载的火箭发动机可以成功点火，然后在近地轨道上自由飞行。而在结束全部任务之后，X37B在接受地面指令的情况下启动火箭发动机返回大气层，最终依靠自动驾驶模式成功着陆。之所以X37B空天飞机备受外界关注，还是因为其机动灵活性和高达25马赫的速度。据专家介绍，X37B空天飞机在近地轨道上进行灵活进行变轨飞行，并且其最高速度能达到音速的25倍以上，一般军用雷达技术根本无法对其进行捕捉。如此出色的机动性能也导致其可以在半个小时内就飞到全球任何一个区域的上空，并且现役的任何反导系统对于X37B来说都是“不设防”。最关键的是，X37B空天飞机拥有450公斤的有效负荷，能够携带包括机械臂在内的多种装备，俄罗斯专家甚至认为X37B空天飞机还可以携带高能激光武器和脉冲武器，一跃变为空天战斗机。而在特殊时期，其搭载包括核弹头在内多种大规模杀伤性武器，一跃变身为空天战略打击者。但即使是这样，X37B空天飞机也依然存在一个巨大的缺点，即只能依靠传统运载火箭垂直发射。采用这种发射方式固然没有任何不妥，但是在特殊情况的时候，发射前准备时间太长、需要垂直发射架和无法灵活部署就成为最致命的缺点，毕竟全境只有几个发射基地，很难不将其发现。而且X37B使用的运载火箭都是一次性的产品，所以整体的使用成本依然很高，除了执行一些高价值和特殊的任务以外，并不适合大规模部署和使用。只是对于美国人苦恼的问题，对于我国来说似乎也不是那么严重，之所以我国的空天飞机在技术上超过了美国的X-37B空天飞机其实也是有原因。我国空天飞机在外形上与X37B相差无几，整体的气动布局大致相似，但是整体的飞行模式却有本质上的区别。据介绍，国产空天飞机的全部飞行过程分为3个阶段，第一阶段，将空天飞机和运载飞行器结合，运载飞行器在地面启动自身安装的发动机，发动机逐渐加速，一直到10马赫以上的高超音速的状态的时候，就进入了第二阶段。与第一阶段不同的是，当运载飞行器和空天飞机到达大气层边缘预定高度和飞行速度的时候，空天飞机和运载飞行器实行技术分离。然后空天飞机发动机点火，利用后者赋予的动能加速度摆脱引力束缚，最终进入预定轨道开始执行飞行任务。而完成运输任务的运转飞行器则开始逐渐调整飞行姿态，慢慢返回机场跑道着陆。两者的原理本质上相同，只是这里将美国人使用的一次性运载火箭进行发射运输，而我国则使用可以重复使用的亚轨道运载飞行器进行发射。前者的优点是技术难度相对较低，缺点是成本大和灵活性较差。而后者的优点是机动灵活、准备时间短和使用成本低，缺点就是技术难度较大。一般这种可以重复使用的亚轨道运载飞行器都是采用的组合循环发动机，即涡轮喷气发动机+冲压发动机+火箭发动机的组合的动力系统装置。这样可以使得运载器在机场跑道上就可以进行发射任务，受到天气、环境和时间等条件的限制可能性低不少。早在2019年的时候，我国就成功完成了涡轮辅助火箭增强冲压组合循环发动机点火和模式转换测试，比美国波音公司研制的新型涡扇+火箭发动机的组合动力系统技术还要先进不少。最环境的是，这种新型组合发动机可以让空天飞机实现单级入轨。而在2020年初的时候，我国成功在风洞内部完成了两级入轨空天飞行器自由分离试验，两级并联飞行器成功分离。这项试验的成功也为后续国产空天飞机和运载飞行器的研制工作打下了坚实的基础。而在9年后，也就是2030年的时候，我国腾云计划也将正式开始进行二级入轨技术验证飞行，也就是说，我国有望领先美国成为全球第一个将空天飞机，甚至是空天战斗机投入使用的国家，在航天领域实现首次技术上的领先。来源：国科环宇
