中國研制革命性“空天飛機” 飛行自由度優(yōu)勢明顯

國內媒體近日報道了一款工業(yè)部門(mén)在研的空天飛機方案，引發(fā)境外媒體集體關(guān)注。專(zhuān)家表示，這一技術(shù)方案的先進(jìn)性遠遠領(lǐng)先于美國目前天地運輸系統以及軌道飛行器，在理念上看和英國“云霄塔”空天飛機類(lèi)似。但其技術(shù)復雜程度也是空前的，正如航天三院院長(cháng)接受媒體采訪(fǎng)時(shí)所言，現在主要是在初期的技術(shù)研發(fā)階段。

中國研制革命性“空天飛機”

央視報道稱(chēng)，航天三院目前正在研制一種用于天地往返運輸并可重復使用的“空天飛機”，這種“空天飛機”既能夠載人、也能把衛星等航天器送到太空。正在研制的“空天飛機”被稱(chēng)為“騰云工程”，它是一種可執行航天發(fā)射任務(wù)并多次重復使用的新一代天地往返飛行器，可在地面機場(chǎng)水平起飛。

航天科工集團三院院長(cháng)張紅文稱(chēng)，它不同于現在火箭再回收的方式，是一種能從普通機場(chǎng)起飛，把航天器運送到軌道上的方式，能夠帶來(lái)航天運輸方式的革命?？仗祜w行器既可載人也可貨運。載人時(shí)，可用于太空旅游、航天員運送等，將為乘客提供舒適的太空往返飛行體驗;貨運時(shí)，可用于發(fā)射各類(lèi)衛星、空間站貨物補給、太空應急救援等，可為用戶(hù)提供按需、及時(shí)、廉價(jià)的航天發(fā)射服務(wù)。

香港《南華早報》以及臺灣中時(shí)電子報、《聯(lián)合報》則轉載了國內媒體報道。中時(shí)電子報還稱(chēng)，中國上個(gè)月底發(fā)射了小型多用途可重復使用空天飛機，隨著(zhù)中國測試高超音速無(wú)人機，各國太空飛機競賽已邁入白熱化階段。文章還稱(chēng)，近日中國首度成功進(jìn)行了航天飛行器模型試驗，試驗負責人用“歷史性跨越”來(lái)形容試驗的重要性。

讓X-37B黯然失色

從外形來(lái)看，這種以子母機組合的天地運輸往返系統設計理念比較新穎，應該是一種兩級入軌的空天飛行器方案。媒體展示的照片有兩架“飛機”構成子母機，其中被扛著(zhù)的“小飛機”和美國的X-37B非常相似。不過(guò)專(zhuān)家認為，“小飛機”嚴格意義上不能叫飛機，實(shí)際上是軌道飛行器，需要下面的空天飛機將其送入軌道，它依靠自己的火箭動(dòng)力變軌，重返地球的方式和X-37B類(lèi)似。中國網(wǎng)絡(luò )上之前曾經(jīng)曝光過(guò)一款“神龍”飛行器，實(shí)際上就相當于那架軌道飛行器。

一位匿名中國軍事專(zhuān)家7日對《環(huán)球時(shí)報》記者表示，下面的大飛機是該兩級入軌系統的“主角”。它從原理上更像是英國“云霄塔”空天飛機。除了進(jìn)行高超音速飛行的氣動(dòng)外形以外，其技術(shù)核心是吸氣式火箭發(fā)動(dòng)機。以“云霄塔”為例，它使用“佩刀”吸氣式火箭發(fā)動(dòng)機，這種發(fā)動(dòng)機將噴氣發(fā)動(dòng)機不需自帶氧化劑的優(yōu)點(diǎn)與火箭發(fā)動(dòng)機燃料能量高、噴射速度快的優(yōu)點(diǎn)集于一身。它自身攜帶氫燃料。在大氣層內飛行時(shí)，可快速將氧氣經(jīng)過(guò)冷卻液化為液氧，與自帶液氫燃燒。進(jìn)入太空時(shí)，則可以依靠自身攜帶的少量液氧與液氫燃燒，繼續加速飛行。該系統最終速度將達到22倍音速左右。

空天飛機優(yōu)勢明顯

實(shí)際上，人類(lèi)在半個(gè)世紀前就提出了空天飛機的概念。簡(jiǎn)單說(shuō)，這種飛行器就是既能在航空空間內依靠吸氣式發(fā)動(dòng)機和自身空氣動(dòng)力較為自由地飛行，又能入軌在近地軌道上根據軌道力學(xué)原理飛行，然后還能水平返回的空天飛行器。實(shí)際上目前還沒(méi)有一個(gè)國家研制出真正可用的空天飛機。

上世紀80年代美國開(kāi)始發(fā)射航天飛機，實(shí)現了部分可回收，向空天飛機邁出重要一步，但其重復使用的成本仍然很高。最近幾年，美國的X-37B也頗受關(guān)注，但實(shí)際上它是航天飛機的縮小版，在重復使用這一點(diǎn)上，相對于之前的航天飛機甚至是一種倒退，它的入軌方式和衛星沒(méi)有什么區別。

而空天飛機與之存在很大不同。由于空天飛機基本上可實(shí)現完全重復使用，僅這一點(diǎn)就大大降低了成本。美國SpaceX公司的火箭發(fā)射成本低，重要原因就是實(shí)現了部分的重復使用。而空天飛機的回收方式更為科學(xué)?？仗祜w機采取水平起飛方式，通過(guò)使用吸氣發(fā)動(dòng)機，并依靠氣動(dòng)升力，大大降低燃料攜帶量，大大減少自重，進(jìn)一步降低成本。航天飛機看上去像飛機，但在發(fā)射過(guò)程中，機翼主要產(chǎn)生阻力。此外，空天飛機能夠進(jìn)行大范圍機動(dòng)。與航天飛機以及軌道飛行器的變軌不同，空天飛機的飛行自由度非常高。

上述專(zhuān)家認為，以“騰云工程”為例，如果其大型母機作為軍用飛行器，現有反導系統幾乎很難攔截。

但專(zhuān)家也表示，這一概念實(shí)現起來(lái)技術(shù)難度也非常大，涉及復雜的氣動(dòng)布局、發(fā)動(dòng)機和材料技術(shù)。目前來(lái)看，該項目可能還處于公司內部的概念研究或核心技術(shù)的預研階段，距離立項、研制恐怕尚需時(shí)日。航天科工集團三院院長(cháng)張紅文在接受采訪(fǎng)時(shí)也表示，這個(gè)工程技術(shù)難度是非常大的，也是著(zhù)眼航天新一代和未來(lái)發(fā)展的項目，現在主要是在前期的技術(shù)研發(fā)階段。（張亦馳 劉 揚）