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美国航天飞机已是昨日黄花,中国研发双级入轨,超燃冲压助推

The following article is from 大水来 Author 大水来

来源:大水来


自从1957年前苏联打造成功人类第一款洲际导弹之后,按照导弹运载能力,科学家就很自然想到,假如将上吨核弹头改成太空舱,会不会就可以将人类送入太空,从运载的角度来说,洲际导弹转身成为载人火箭,并没有任何技术问题,最终,1961年4月12日,人类迎来了世界第一个宇航员加加林,一时间苏联赢得了满世界的荣耀!

美国不甘示弱,立即加入血拼队伍,最终在载人入轨紧急追上苏联,但是人类是很健忘的,世界第一谁都记得,世界第二第三几乎和路人无异,所以美国加大砝码,最终1969年7月16日美国人登月成功,终于稳压苏联一头,随着血拼热潮消退,超级大国还是将目光转向近地轨道,收益更大,更有实用价值,最终革命性解决方案就是:航天飞机,原定一年发射10次,最终结果一年发射一次都嫌多,而且发射费用完全失控,原先预定的低廉发射费用变成一场百亿美元的巨大骗局,美国人不堪重负。


航天飞机在技术上有突破,运载能力更大,而且昂贵的主体(轨道器)可以反复使用


随着两次航天飞机在爆炸声中化成碎片,美国人不得不放弃航天飞机,未来走向何方?全世界都在思考,2000年后,美国曾经开发过一款垂直发射单级入轨的空天飞机雏形,洛马公司的X-33空天飞机,垂直发射入太空,滑翔跑道降落,可以说是最佳最简洁设计方案,但是在耗费13亿美元后,由于遭遇复合材料燃料箱的冷脆问题,美国宇航局悍然放弃,从此之后,全世界就进入一片黑暗时期,最新的空天飞机实验样机X-37B,其实就是一个缩小尺寸的无人航天飞机,采用火箭助推,并不值得太如何夸奖。


X-33空天飞机取消,美国失去了一次极佳机会,单级入轨梦想扑灭


最近中国公布了高超音速风洞的双级入轨方案,就是对空天飞机的又一次探索,为何不一步到位,原因是代价太大,价格过于昂贵,所以采用接力赛的方式,一架载机地面起飞,最终依靠超燃冲压发动机推进,在几十公里高空,然后轨道器分离,这种设计的好处是,没有任何浪费,所有部件都是可以重复使用的,这也是中国比较现实的方案,不完美但是稍微稳妥。


风洞中,缩比载机和轨道器成功分离,这是中国空天飞机的第一步


中国这个方案,最大特点是,航空和航天分开,在比较低的空间,吸气发动机还是有相当的优势,其中最有前景的是超燃冲压发动机,这种发动机最大工作速度5马赫起,最大可以达到10马赫,这个速度配合高度就可以给空天飞机的轨道器极大节省燃料,唯一麻烦是,需要遥控两种飞行器重返地球,滑跑着陆。


现在的麻烦在于,超燃冲压技术还是世界头等难题,全世界都没有一个国家完全解决,中国多个团队进行了很多实验,有点初步突破,超燃冲压最大的麻烦在于,发动机启动需要助推器,使用火箭发动机比较常见,而且发动机稳定燃烧和控制都是顶级难题,尤其高温燃料裂解问题,使得发动机性能提高存在巨大瓶颈,这也是全世界努力的方向。


这是中国两级入轨空天飞机的假象图,距离使用还非常遥远


现在很多朋友就问,我们何时能看到国产空天飞机?


从技术难度来说,最少10年,甚至更远,因为现在进展仅仅是风洞测试模型,假如要看到实用产品,那还得经历缩比验证机,全尺寸样机,正式产品,每一个阶段都是非常不容易的,空天飞机耗资巨大,这是国际航天技术发展的前沿方向,没有完全解决各种技术难题之前,我们是无法看到中国空天飞机的。

所以,还请耐心等待,人类征服了地球,下一步是随意进入太空,宇宙,这个步伐或许不会特别快,但是方向是准确的,步伐是绝对不会停止的,总有一天我们能看到这一天的到来!

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