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帖子主题:中国空天飞机研制启动 解放军轨道轰炸机乍现曙光

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中国空天飞机研制启动 解放军轨道轰炸机乍现曙光

7月6日,中国运载火箭技术研究院宣布与西北工业大学航天学院、航天推进技术研究院11所,共同研制“组合动力飞行器技术”。

这个名字不太好懂,简单的说:

这就是中国的空天飞机。

中国空天飞机研制启动 解放军轨道轰炸机乍现曙光

空天飞机想像图

普通人也将可以搭乘空天飞机进出太空。

它没有运载火箭加速度大、舒适性差、一次性使用成本高昂的问题——火箭常常对宇航员施加几个地球重力加速度的压力,对身体素质、训练程度要求非常苛刻。成本的降低,也利于将飞行业务开展到太空旅游、交通运输等更为广泛的领域。

在军事应用方面,空天飞机将是前所未有的出色轰炸机。

它在大气层内就可以达到现有战斗机根本无法拦截的高速,生存力极高。它还能够进出大气层,并具备传统航天器不具备的高度机动能力,有利于攻击不同方向、不同地点的多种目标。同时对起降场地、后勤维护、人员培训的要求比较低,可反复使用,执行大量任务。

美国X-43项目

中国空天飞机研制启动 解放军轨道轰炸机乍现曙光

“组合动力飞行器”,即我们常说的空天飞机,兼有涡轮喷气式发动机、冲压发动机、火箭发动机三种动力装置。空天飞机可以水平滑跑起飞降落,又可以飞入太空,是世界尖端科技之一。对于普罗大众来说,它很可能是普通人进行太空旅游的最佳捷径。据空军世界网站报道,美国相关项目也仅仅处于研制的最初阶段,相关动力装备甚至没有进行完整试飞,而美国X-37等成熟项目则在技术上接近于航天飞机,与空天飞机还差一大步。

空天飞机,顾名思义能在大气层内外飞行,是航空与航天的高度结合。它在像普通飞机一样滑跑起飞后,借助喷气式发动机加速到高超音速,然后在30到100公里的使用冲压发动机加速至12到25倍音速,进入太空,此后用火箭发动机提供动力。这也是“组合动力飞行器”名称的由来。当它回到大气层时,可回到冲压或者涡轮喷气方式推进。最终它像普通飞机一样降落。可以看到,空天飞机实现了机体完全重复使用的梦想,能大幅度降低航天成本。

中国空天飞机研制启动 解放军轨道轰炸机乍现曙光

“组合动力飞行器”在大气层飞行时使用喷气动力,这样它就不需要携带太多的氧化剂,可以利用空气中的氧气和燃料互相作用产生动力,这是火箭发动机所不具备的特点。此外,空天飞机很可能可以在大型民用机场上起飞降落,成本进一步降低。空天飞机在任意时刻需要返航或者降低高度时,都能切换到合适的工作状态,而运载火箭则是一个大爆竹,一般来说点着之后就必须完成任务,没有明显改变飞行计划的能力。这一优点对航空航天安全意义重大。

2011年时,我国的“神龙”航天飞机缩小比例试验模型曝光,它的项目对外叫做“跨大气层飞行器”。这一项目类似于美国X-37项目。据空军世界网站报道,“神龙”依赖运载火箭发射,使用火箭发动机实现机动和返回。而我国的高超音速飞行器、超燃冲压发动机等项目仍在试验之中,因此这次空天飞机项目的曝光,令人振奋,它意味着我国在这一领域与美国的差距正在不断缩小。

中国空天飞机研制启动 解放军轨道轰炸机乍现曙光

目前,组合动力飞行器也好,空天飞机也好,还需要突破一系列的技术难关。首先是发动机问题,整体化、综合化的涡轮喷气发动机、冲压发动机和火箭发动机的组合,技术难度相当大。

其次,空天飞机在高超音速状态下,空气阻力很大,一般的喷气发动机安装方式已经不再使用,甚至可能必须屏蔽涡轮发动机这一部分,因为它的阻力比冲压发动机大很多。这时需要研制出适合高超音速使用的机身、进气道、发动机整体融合设计,利用机身等部分将高速气流转化为发动机可用的有利气流,同时保证阻力降低到最低。

再次,空天飞机因为多次进出大气层,空气摩擦加热问题非常严重,对机身材料和隔热、散热设计提出了严酷的要求。预计部分部位温度将高达1800℃,低温地区也达到700℃。这需要使用特殊的隔热轻质材料,并考虑使用燃料循环系统来将热量传递到燃料之中,变废为宝。

中国空天飞机研制启动 解放军轨道轰炸机乍现曙光

最后,空天飞机气动设计比所有的传统航空器、运载火箭和航天飞机都要复杂,因为它几乎需要在任意飞行条件下工作,从零到25倍音速,跨度极大。这是一个世界上还没有任何国家取得全面突破的领域。

无论如何,中国组合动力飞行器研制工作的宣布,证实了我国正在冲击空天飞机这一世界航空航天技术巅峰产品。相信我国科研人员在不久的将来,会给我们带来越来越多的惊喜。

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      2016/8/2 9:59:40

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