7月16日,
中國航天
科技集團研製的“亞軌道重複使用運載器”進行了演示驗證性首飛,在酒泉發射,阿拉善的一個機場平穩著陸。沒有振奮人心的圖片,和影片,只有“
字少事大!
”,越是這樣越激動。
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於是我就基於兩次發射,兩個集團,兩個計劃,試著找出了一個答案:應該是空天飛機的母機,而子機去年就完成首飛了,還在軌道上呆了兩天,在機場降落。
兩次發射
實際上,關於“可重複使用”的秘密發射專案,中國航天科技集團在2020年9月就有過一次了。
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這次神秘的發射,透露出了幾個線索:有架
航天器
被
長征2號
帶上天。
在軌兩天後,
自己返回,在
預定著陸場
著陸。
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7月6日公佈的是“亞軌道重複使用運載器”首飛成功,線索是:
運載器
(去年是航天器),
沒有在軌飛行,
只到了
亞軌道,
在機場
水平著陸
。
試想一下,如果2020年的“航天器”發射不用長征2號運載,而用這次的運載器運載,也就是
可重複運載器和可重複航天器組合在一起
會是什麼?
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雖然中國航天科技集團不給圖,但專家的原話(一字不差):
它外形呢就像一個空天飛機,但是呢它本身不入軌,它是在亞軌道飛行,然後返回地球,返回到著陸場。
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它外形呢就像一個空天飛機
這次在機場著陸,專家說的是著陸場,說明著陸場指代飛機場。而航天器著陸也說是著陸場,所以說
航天器
也是在機場水平降落的。
換句話說航天器與運載器都是用升力,像飛機一樣滑翔降落的,
它倆都有“翅膀”
。還有
更重要的線索,專家說“像空天飛機”
。
兩個集團,兩個計劃
對於重大專案,一定要有兩手準備。 另一個集團,中國航天
科工
集團的“騰雲工程”中有一項研究就是“空天飛機”。2017年的展會上中國航天科工就放出了模型。
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中國航天科工集團,騰雲工程,空天飛機
根據科工集團描述,母機在跑道上加速起飛,利用渦噴發動機將速度提至3馬赫,然後改為衝壓發動機提至6馬赫,最後用火箭發動機提至9馬赫,接近“
亞軌道
”後與子機分離,母機返回陸地,利用機翼的升力在機場水平降落。
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2019年,兩級入軌空天飛機風洞分離試驗
子機在“
亞軌道
”用火箭液體燃料發動機繼續加速,提至“第一宇宙速度”進入近地軌道,完成任務後返回地球,機場水平著陸。如果還有任務,經過簡單的檢修,加滿燃料,與母機“疊”在一起就可立即啟程。
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同樣是2017年,中國航天
科技
集團的專家(研發一院陳洪波主任)也在《科技日報》的採訪中提出了“可重複使用航天運載器”的計劃,與“空天飛機”非常相似,摘重點:
融合航天、航空技術
;
一級揹著二級
(並聯);
兩級皆有機翼,水平降落回收重複利用,一天能飛一班
;
預計2020年完成首飛
;飛至300-500km高的軌道(我國空間站高度400km,一天一個班次,跟快遞一樣快)。
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除此之外,中國航天科技集團的專家還描述了終極目標:在2030年,造一架
單級入軌
的“空天飛機”,像飛機一樣起飛降落。其中關鍵難點在
渦輪發動機、衝壓發動機與火箭
形成組合動力。
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單級入軌空天飛機
一個答案
從兩個集團的兩個計劃中,基本上可以猜到這次飛到“亞軌道”再返回機場降落的運載器應該就是“天空飛機的母機”。
航天科技曾提出2020年首飛,他們做到了。
注意航天科技的措詞
,那次由長征二號帶上去的叫做“
航天器
”,也就是被長征2號送到“亞軌道”,然後自己加速,到達近地軌道,呆上兩天返回地球,在機場降落的“天空飛機子機”。
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所以首飛的“
運載器
”應該是揹著“子機”的
有翼火箭——空天母機
,它在酒泉垂直升空,基於“3段加速”到達“亞軌道”(分離高度),然後返回地球水平降落,估計這次是它自己上去,並沒有帶“小飛機”。相信要不了多久它倆就要合體試飛了。
多說一句:維珍號是兩級到達“亞軌道”,空天母機是自己上去的。
與獵鷹9號、
太空梭
的區別是遙遙領先
獵鷹9號為兩級串聯,反推降落。重複利用的只有“第一級”。由於預備大量燃料進行反推降落,相對於“不打算回收第一級的獵鷹9號”,可重複利用的獵鷹9號的有效荷載要大打折扣。
空天飛機雙機都是利用空氣升力進行滑翔降落,不需要燃料,關鍵是
完全可重複
,“馬上就飛”的發射週期要比獵鷹9號要快得多。
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太空梭是80年代的產物,但有很多技術遙遙領先,這點我們要承認。不過,太空梭更像“奢侈品”與“半成品”,所以美國早就棄用了。
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為了擁有的動力將太空梭送到近地軌道,太空梭揹著一個比自己還大的
燃料桶
,桶邊還要掛倆
助推器
,升空後助推器先分離,傘降到海里。燃料桶用完在大氣層燒掉,太空梭完成任務降落在機場。可見燃料桶無法回收,但太空梭最大的問題是成本與可靠性。
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太空梭原定計劃是每架飛100次,其執行過任務的為5架,總共才飛了135次。相當於準備跑10萬公里的車,只跑了不到3萬公里。
由於其返回速度過快,進入大氣層機身需要承受更大的溫度與應力,對隔熱瓦的要求非常高,平均下來飛一次維護需要接近8億美金,還不如用火箭來得划算。
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慘痛的代價:挑戰者號就是因為隔熱瓦燒燬失事的,還有哥倫比亞號因橡膠圈密封問題在起飛過程中發生了爆炸,兩次事件中太空梭都載滿了7人。
研發可重複利用航天器的初衷就是為了節約成本,太空梭本末倒置且安全性堪憂,所以後來美國不用了,獵鷹9號才有市場。
綜上所述:我國的空天飛機太過先進,真的無法展示。當然“空天飛機”只是我個人的猜測,等待中國航天科技出圖的那天。