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搶占太空優勢 評中國發展跨大氣層航天運載器

http://www.chinareviewnews.com   2008-04-21 14:13:28  


 
  航天技術發展過程中最基礎和最有力的動力,就是在軍事上的需求。航(空)天飛機的發展在一開始就具備非常明顯的軍事應用意圖,各國無論是發展亞軌道高速飛行器還是跨大氣層飛行器,首先關注的都是這類飛行器的軍事應用。國際上跨大氣層飛行器技術水平最高和軍事應用最明顯的是美國,其航天飛機一直是整個空天一體戰裝備發展的組成部分,服役後確實也對美國軍事力量發展起到重要的作用。美國正在進行的x一30/33空天飛機計劃更是豪不掩飾其軌道轟炸/偵察機的使用定位。太空軍事化已經成爲現代化軍事技術發展中不可回避的問題,中國即使想要和平利用太空,也不得不面對軍事上存在的壓力。

  航天飛機目前在設計和技術方面已經達到比較成熟的標准,而世界航空,航天技術强國已全面展開新型空天飛機的發展,其中,作爲空天飛機基礎的亞軌道飛行器已經在試驗中獲得了很多經驗。亞軌道飛行器在航天任務中可以用來發射衛星和小型空天飛機,也可以根據使用需要在50~90公里上進行高超音速洲際飛行。

  亞軌道飛行器的飛行高度超過了目前絕大多數地空導彈的作戰範圍,而且5-8馬赫的飛行速度也能够規避現有防空戰鬥機的攔截。全程大氣層內飛行的亞軌道飛行器雖然無法具備空天飛機的太空運載能力,但是超高空高速飛行性能却使其有著很强的軍事價值,國外開發的類似飛行器基本都以洲際轟炸機作爲設計目標。

  亞軌道飛行器之後就是可以取代航天飛機的真正意義上的空天飛機。單級人軌空天飛機在燃料、載荷和飛行性能方面互相平衡和制約,各方面性能要求導致其必然是個龐然大物。國外現有單級入軌空天飛機的設計體積與重量都非常大,這又進一步加劇了材料和動力上的難度,最終導致x一30/33這類空天飛機設計走入了死胡同。單級入軌空天飛機無疑是現有可重複使用航天器類型中技術水平最高的,不過其動力裝置實在是短時間內難以克服的瓶頸,采用大型飛機運載小型飛行器的兩級人軌方式則是對技術難度和使用需要之間的妥協。兩級人軌方式是利用常規飛機將空天飛機運載到必要的高空和速度,機載空天飛機脫離母機後加速完成跨大氣層飛行。但是,兩級入軌空天飛機不可避免的要受到載機性能和載荷的限制,能够携帶的有效載荷重量和規格都比較小。兩級人軌空天飛機比較適合携帶小于3噸重量的有效載荷進行高靈活性發射,也可以用來改進爲軌道轟炸機或者小型反衛星武器的發射平台。

  中國航空和航天科研系統很早就開始發展自己的跨大氣層飛行器,限于國內技術儲備不足和材料技術方面存在的缺陷,目前衛星發射和載人航天使用的仍然是傳統運載火箭。航空航天飛行器的發展過程中需要對需求、技術和成本進行綜合考慮與平衡,看起來最先進、甚至是理論上最好的,却未必是最適合的。以中國目前的基礎條件想要跳過航天飛機階段直接發展空天飛機,其技術基礎和經驗積累可能完全無法保證研制要求,將導致研制周期較蚝。因此,采用大型飛機運載小型火箭動力飛機的兩級空天運載系統較爲符合中國目前的技術條件和水平。

  兩級空天飛機需要大型載機平台爲其提供初始速度,但國內外在短時間里都無法提供滿足這一要求的大載荷平台。運載火箭和航天飛機的助推火箭都只能在發射時一次性使用,准備火箭和運載器所需要的時間和對氣象條件的要求相對較高,必須在具備特殊基礎設施的專用場地才可以發射升空。空天飛機在理論上可以使用常規機場作爲起降設施,起飛准備和對氣象條件的要求也比航天飛機寬松很多,但是使用上的良好前景目前却難以抵消動力裝置技術上存在的困難,所以在其所需技術成熟前,航天飛機仍然有其價值。中國現有的火箭技術和航天器設計水平基本可以滿足發展航天飛機的需要,快速發展的經濟和日益改善的基礎科研條件也爲其提供了必要的基礎。

  由此筆者以爲,中國在發展可重複使用航天器的過程中不可能一步到位完成空天飛機,國內在技術、資料和人力儲備方面目前還比較薄弱,尤其先進吸氣式高超音速動力裝置的技術水平更是與國外差距明顯,所以,首先要在現有條件下確定適合實際情况的發展道路。國內已經具備大推力氫氧火箭和載人航天器的技術條件,在運載火箭技術的基礎上發展小型航天飛機是在現有相關技術基礎和資金保障條件下能够做到的。國內現有大推力火箭和小型航天飛機技術起步幷不慢,已經利用縮比模型完成了多種地面和空中試驗,在大體掌握技術原理的情况下爲實用型號發展積累了一定的應用經驗。 


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