2021年7月16日,我国官方媒体公布了一项消息,那就是由中国航天科技集团一院研发的一款特殊的“飞行器”,在酒泉卫星发射中心实验成功。此消息一出就引起了轩然大波,敏锐的网友们,很快就推测,这就是都属于我国的“空天飞机”,是打破美国领域垄断的壮举,而中国军工还特地为此在抖音平台上留言,“过于先进,不便展示”,这无疑进一步的揭示了这款飞行器的身份。

要想解释上面这个问题,我们需要明白什么是“空天飞机”。作为航空航天飞机的简称,空天飞机指的是能在地面与大气层外反复巡游的特殊飞行器,听起来似乎不是很复杂,但其技术要求却不低。

真正意义上的空天飞机,应该是能够脱离火箭助推、直接借由组合发动机水平起飞,并且能在地面与大气层外重复执行任务的。为了满足以上条件,空天飞机上不仅要携带液氧还得具备超强动力。因为其想要穿过大气层、进入地球轨道工作,空天飞机必须要经过多段加速,在垂直高度为30公里以下时,飞机速度必须达到1.6~3万公里左右;而在超过30公里后,飞机的飞行速度甚至要达到一二十倍音速。

当然,以目前世界各国的空天飞机技术层面来看,基本上还是要采取火箭助推的方式来垂直起飞。

而综合以上考量,我们再来看一下官媒所公布的通讯稿中涉及的关键词,“酒泉卫星中心”、“预定程序飞行”、“水平着落”。以上关键词大概交代了这款飞行器的飞行过程,即采用火箭助推的方式垂直发射,在无人驾驶的情况下达到亚轨道高度、进行相关实验,并最终水平降落在地面上,这一切都是与现阶段空天飞机技术特点相吻合的。

此外,早在多年之前,其实我国就已经传出了要研究空天飞机的风声。当时在网上有一张图片,图片中有一款类似小型航天飞机的飞行器,被挂载于轰6D轰炸机的机腹处,而这款被疑似中国初代技术验证机的“飞行器”叫做“神龙”。由此我们也可以看出,我国这次所发射成功的“空天飞机”应该大致沿袭了“神龙”的外观和参数,尤其是在气动外形方面应该是一脉相承的。

早在上世纪60年代,人们就展开了对空天飞机的相关研究,只不过当时他有着另外一个更形象的名字“跨大气层飞行器”。只可惜,空天飞机所涉及的技术要求过高,以当时的航空水平来说,根本难以解决,因此一度夭折。

直到1986年,美国才再次将空间飞机的研发提上了日程,而世界各国感慨于美国“阿尔法”号空间站的计划,也纷纷对空天飞机的研发提出了自己的想法,就连当时的中国也参与其中。正是在这场全世界范围内的空天飞机热潮中,各国科学家们一步步落实了相关技术。

2010年4月,美国与其东部时间22日19:52发射了人类史上第一架空天飞机“ X —35 B”,所以说这架空天飞机借用了“阿特拉斯5”型火箭升空,但是它对于人类航天史来说,仍是有着巨大意义的。也正是在那个时期,人们意识到了空天飞机技术远不像当初设想的那么简单,将空天飞机的研发分为了三个阶段。

第一阶段,指的是空天飞机能利用火箭助推器起飞、再将一吨有效荷载运送到300公里高的亚轨道飞行后,实现水平着陆,这里面典型的例子也就是美国的“ X— 37 B”。

第二阶段,指的是空天飞机能够利用可反复使用的助推器,再将5吨的有效载荷送到300公里高的亚轨道飞行后,最终在水平着陆,这方面的要求迄今没有国家能够达到。

至于第三阶段,也就是我们前文所提到的,以组合动力的方式水平起飞,在完成载荷任务后水平着陆。

从这里我们不难发现,各国对于空天飞机的研发难点都在于“如何实现水平起飞”以及“如何实现高载荷”,而这两大问题的背后其实是气动结构、耐热材料以及超燃冲压发动机三大技术上的难点,空天飞机研究之旅,任重道远。

相关文章