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  • 官媒:中国发展空天飞行器 首先面对的是体制问题
  • 2012-01-03 17:04 枪炮世界
  • 返回地球的x-37b试验飞行器

      波音公司为美国军方研制的无人驾驶x-37b轨道试验飞行器(otv-1),于2010年4月22日用“宇宙神”-5火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射,在轨运行7个多月后,于当年12月3日在美国加利福尼亚州范登堡空军基地自主着陆。x-37b在轨运行时有7处与太空碎片相碰撞留下的物理损伤,着陆时飞行器腹部遭受一些伤害,有一个轮胎爆裂,但x-37b仍能沿跑道中心降落,没有偏航,这些问题并不影响飞行器的整体情况及试验取得的成就。2011年3月5日又将第二架x-37b(otv-2)从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空,并送入预定轨道。x-37b的初试成功,无疑是美国在发展航天技术特别是军用航天技术上一个巨大进步,备受世人和媒体的关注,也促使各航天技术大国寻找自己的对策。本人站在航空工业的侧面谈一点粗浅的看法。

      x-37b的军事应用前景

      美国空军从发射开始就对x-37b的实施内容保密,拒绝透露演示试验任务的任何细节。面对公众的好奇和质疑,始终用一句简单的回答搪塞:“这次飞行将着重验证用于发展长期飞行、可重复使用的太空运载工具所必需的技术,即自动返回和着陆技术。”虽然秘而不宣,但实际上更着眼于军事航天的用途,此项目由美国空军快速反应能力办公室( rapid capabilities office,rco)负责,其目的是加强国防部特种作战支援和武器系统的研制与部署,成为在地球轨道上的全球打击平台,增强全球快速打击能力。

      从美国国家层面来看,这是美国发展军事航天能力的一部分。2010年美国出台新的《国家空间政策》,一方面继续坚持“以实力求安全”,另一方面重视“以合作求安全”,目的还是要确保其夺取空间优势、确保空间行动自由、巩固空间领导地位。美国在发展和巩固稳定进入空间、利用空间能力的同时,加紧了空间控制能力的发展。美国在具备动能反卫、高能激光反卫能力和空间机器人捕获卫星等技术后,积极加强空间态势感知能力,谋求空间环境的单项透明,并大力开展空间作战飞行器技术的演示验证,进一步完善空间对抗能力。

      x-37b重约5吨,尺寸只有现役航天飞机的1/4。为了长期在轨飞行,x-37b使用小型太阳能电池帆板供电,可容纳227千克的实验设备,在轨运行期间实施了5次变轨机动飞行,进行了有关测试。完成任务后,x-37b点燃火箭发动机脱离轨道,以滑翔方式在范登堡空军基地自主着陆。这次飞行测试的其他新技术有:在高动压高温环境下机体迎风面上使用的可重复用绝热毡,耐高温的新型陶瓷前缘防热瓦,新的碳一碳化硅防热材料,适于快速更换设备的模块化机体,用于全程确定状态速度的gps/ins系统,高性能共形有源x波段通信天线,自主在轨非合作交会技术等。这些新技术对于美国空军继续推进空间机动飞行器的试验具有深远的影响,并将积极促进有翼可重复使用运载器的发展。

      从x-37b试验的内容看,可打造成通用天基平台,快速把不同的载荷送入地球轨道,在轨实施侦察、控制和摧毁别国航天器等军事行动。x-37b与美国军用航天飞机(msp)和“猎鹰”(falcon)计划相关联,它既支持空间作战飞行器在轨控制、再入飞行和着陆等相关关键技术的演示验证,也是“猎鹰”计划中的第一个预研型号,具有广泛的军事应用前景。

      x-37b首次飞行演示验证取得成功,表明以两级入轨取代单级入轨的可重复使用运载航天器技术发展是现实可行的,标志着可重复运载技术取得了突破性进展,但距离真正部署空间作战飞行器尚有一定的距离。预计随着x-37b飞行器研发的深入,不仅将测试搭载机械臂的卫星回收能力,还将进行武器系统有效载荷的相关实验,探索空天飞机的作战概念。x-37b飞行器最终将发展成为遂行快速进入、空间攻击、全球打击等多种任务的空间作战平台,以满足美国未来空间对抗的军事需求。

      随着我国国民经济的快速发展和国力的增长,我国在国际事务中的地位越来越重要,与之相应的必须有强大的国防力量。而随着空间科学技术的发展和近期世界局部战争所显现的,“空间优势”是未来军事的制高点,上面说到,美国就是要确保其夺取空间优势、确保空间行动自由、巩固空间领导地位。为了国家安全的需要,我国也必须发展自己的空间力量。但从我国的国策出发,考虑到与美国相比从技术和经济实力上有很大的差距,不宜与别人作全面的“抗衡”,选择在全面跟进(卫星、飞船等)的同时发展“非对称”项目是合适的。x-37b飞行器演示验证成功说明,其可快速进入空间,可在轨驻留,并可再入大气机动飞行、水平着陆和重复使用,可发展成能执行多种任务的空间作战平台,从发展战略上看这不妨是我们的一种选择。

      从发展技术途径说,为减小技术风险,我国发展这样技术难度和风险很大的战略项目应该循序渐进,分阶段逐步实施样机验证新技术,稳扎稳打,一步一个脚印,也可叫做“样机战略”,否则急于求成,则欲速不达。实际上美国在x-37b飞行试验成功之前也走了很长的一段路,最早从波音公司提出的smv(空间机动飞行器)项目开始,后来到马歇尔空间飞行中心提出x-37计划,在nasa和空军的联合组织下,1998年就用ch-60直升机在2745米高空对x-40a进行了投放试验,后又用ch-47d直升机在4575米高空对x-40a进行了多次投放试验,2006年又用亚轨道飞行器对x-37a进行了空投试验,验证了低速进场着陆,飞行动力学,扩大了飞行包线。x-37b的前期研究是通过飞行试验,逐步将开发成熟的技术应用于型号研制上,采取了“先期概念技术演示验证(actd)”方法,值得我们借鉴。

      我国发展类同x-37b这样的空天飞行器,首先面对的是体制问题,应由哪个部门来承担研制任务?从行业来说航天工业和航空工业建制上是各自独立的,且目前航天工业仍然还是两个独立的部门,都没有隶属关系。对于卫星、飞船等航天飞行器的发射和在轨运行、控制等是航天工业的职责,近些年来取得了辉煌的成就,但对x-37b空天飞行器再入大气后能机动飞行也是新课题,它有别于卫星和飞船的“简单回收”(相对机动飞行而言)。从航空工业来说,飞行器在大气中机动飞行、水平着陆、重复使用等应是行业的优势,所以我国研发空天飞行器应该是航空和航天技术结合。作为航空工业,应积极主动拓展航空技术的研究,不仅在常规概念飞机(高度20千米以下)研发上达到国际先进水平,而且在临近空间和空天飞行器研发上为国家做出更大贡献。

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