中国航天飞机被判死刑的背后

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航天飞机的起降



航天飞机的价值和思路

航天飞机是一种可重复使用的有翼式载人飞行器,其外形类似普通飞机,被认为具有飞船不可比的优越性。

美国航天飞机研制开始于1964年,首飞于1981年4月。前苏联暴风雪号航天飞机研制开始于1967年,1988年11月首飞成功。

美国的航天飞机由机头、机身、机尾、两个三角形机翼和垂直尾翼构成。轨道器外安装有主推进系统,起飞重量和着陆重量要比前苏联的航天飞机大 ,但其运载能力却比前苏联的航天飞机小得多。

前苏联航天飞机由前机身、机翼、后机身及垂直尾翼等4部分组成,不具有轨道维修和捕获卫星能力。航天飞机没有主推进系统,发射时主要靠重达2300吨的“能源号”运载火箭送入轨道,能把30吨重的货物送入轨道,返回时能带回20吨货物。返回主要靠降落伞,功能结构都比美国的航天飞机简单,但更能经受风雨和恶劣气候,安全系数更高。



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中国航天飞机的技术节点

在中国载人航天计划启动后,很快出现了道路之争:使用航天飞机还是飞船。

当时中国的航天飞机的设计方案介于美苏航天飞机之间,有辅助动力系统和变轨发动机,货舱可装机械手,起飞也和暴风雪号一样靠大型运载火箭送入轨道,变轨发动机使飞机具有一定范围的轨道活动能力,能在较近轨道维修和捕获卫星,返回时由辅助动力系统进入大气外层并靠滑翔接近地面,之后在降落伞减速下安全降落。相比美国前苏联航天飞机更小一些,载重也低一些,但成本更低,安全性接近于暴风雪。

重点攻关在以下4点:

1、热防护技术

航天飞机在再入时因气动加热,部分区域温度远超1000度,热防护要求比火箭和飞船更高。为此,航天飞机的大部分外表面都用99%氧化硅纤维瓦,温度不太高的部位用有硅涂层的聚芳酰胺纤维毡,高温部位用增强的碳/碳和碳基防热瓦。

三种技术防热技术中国都已掌握,据称最新进展是“碳-碳”材料刹车片的制作。

2、应急救生技术

为确保载人安全飞行,航天飞机在发射台、起飞和降落期间都必须采取相应的应急救生措施。

我国在90年代就有了世界一流的火箭紧急停止技术,为神六发射,又研制开发了独步全球的逃逸塔,中国航天在安全性和快速逃生方面具有不落后于美俄的特有技术。

3、环境控制和生命保障技术

这项技术最高水平是前苏联的闭路生命保障系统,能把宇航员的尿液变成氧气、氢气和饮用水,氧气供宇航员呼吸,氢气和宇航员呼出的二氧化碳合成甲烷用作火箭的推进剂。

我国这方面正迎头赶上。据称神7发射至少推迟半年以改进该项技术。

4、轨道机动和反作用控制技术

轨道机动发动机和反作用控制发动机的性能和配置以及工作方式,必须满足在空间低温真空环境下能多次起动和可靠工作的要求(如点火次数在3-20次之间,每次工作时间在2-100秒之间、高可靠性和可维修性等),由此产生了推进剂选择、系统选择、高空点火、冷却等一系列高难技术。

目前从掌握到的情况来看,美国发动机采用四氧化二氮和一甲基肼推进剂、统一挤压系统。推进剂靠接触点火。

前苏联采用非自燃液氧/煤油发动机,采用电火花点火方式、泵压式推进系统。

中国新一代双元非自燃火箭发动机,已成功进行高空点火试验,目前正在加紧完善。



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美国“挑战者”号航天飞机失事

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欧洲无人驾驶的航天飞机

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前苏联共制成了5艘航天飞机,其中两艘完全完工,一艘命名为“暴风雪”,另一艘命名为“小鸟”。

另外3艘没有完全完工,其中代号为“暴风雪OK-GLI”被卖掉。

右图是德国人在巴林拍摄的航天飞机,认为可能是“暴风雪OK-GLI”。


航天飞机的致命缺陷

到目前为止,世界上真正投入使用的航天飞机只有美国。

航天飞机既能运人载货、又能发射卫星、还能重复使用的“万能航天器”,结果造就了这种有200多万零件的高度复杂系统,一些很难检查出来的小故障就可能造成惨祸,每次发射之前的检查、维护、修理都成为浩繁的工作。

事实证明航天飞机没有达到设计目标。每架航天飞机的设计寿命应是20年、100次发射,但美国所5架实用航天飞机总共才发射了100多次,20年的机体寿命却已超过,每次发射的成本也被证明远远高于设计之初。

更关键的是,在载人航天事业中,没有什么比宇航员更珍贵的,确保宇航员的生命安全,是第一重要的任务。当年中国在研制神舟飞船过程中的口号是:一切为载人,一切为了上得去,一切为了回得来!

迄今,全球历次载人航天失事一共造成22位宇航员丧生,而在美国两次航天飞机失事中丧生的宇航员就占了14位,其比例之高令人吃惊。

在技术和安全的双重压力下,苏联的“暴风雪”、欧洲的“赫尔梅斯”等航天飞机计划相继下马。而中国“神舟”却成为近20年来世界航天界惟一成功的新“飞天”计划。



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战略决策的胜利

专家王希季说:“当时,美国航天飞机取得了巨大的轰动,所以国内主导意见是上航天飞机。宇宙飞船开始根本排不上号。”

在整整争论了三年后,1992年中国载人航天计划工程正式制定,提出了研制和运行以空间站为核心的载人航天系统,而天地往返系统确定为宇宙飞船,即后来的神舟号。

当年力主飞船方案的专家王希季回想起来,(中国)如果当时上航天飞机,现在载人计划(神舟飞船)恐怕早就下马了。


外界一致评价,中国航天的成功在于量力而行和因己制宜


网络文摘


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