据央视近期新闻报道,我国目前正在研制一种可重复使用的“航天飞机”,用于天地之间的往返运输,不仅可以载人,还可以将卫星等航天器送上太空。可以说,中国在空中。研究领域实现了“历史性飞跃”!
“太空飞机”有多神奇?可重复使用,可在普通机场起飞
正在研制的“航天飞机”被称为“腾云计划”。它是可以执行太空发射任务并多次重复使用的新一代空地穿梭飞行器。它可以在地面机场水平起飞。一场可能带来太空运输未来的革命。”
航空航天器既可以载人,也可以载货。载人时:
可用于太空旅游、航天员运输等,将为乘客提供舒适的太空往返飞行体验;
发货时:
可用于发射各种卫星、空间站货物补给、空间应急救援等,可为用户提供按需、及时、廉价的空间发射服务。
空天飞机是航空技术与航天技术高度融合的飞行器,将推动航天发展迈上新台阶。
航天飞机像普通飞机一样水平起飞,在大气中以1.60,000到30,000公里/小时的高超音速飞行,在30到100公里的高度以12到25倍的音速飞行。它直接加速进入地球轨道,成为太空飞行器。重返大气层后,它将像飞机一样降落在机场,成为天地间自由穿梭的交通工具。
在此之前,航空和航天是两个不同的技术领域。飞机和航天器分别在大气层内外运行。航空运输系统是可重复使用的,而航空运输系统通常是不可重复使用的。空天飞机可以达到完全再利用的目的,大大降低太空运输成本。
“腾云计划”有多先进?
早在2017年,中国官方就首次公开了神秘的“腾云计划”,透露中国正在研制一种可以上天的航天器。多项技术经过验证,达到国际先进水平。去年北京航展上,中国航天科工也发布了航天飞机模型。
西方航天科学家最关心的一件事是,中国可能采用了世界上已经使用的航天技术,这与美国和俄罗斯的航天发射模式不同,钦佩中国的伟大。根据中国披露的航天飞机型号及相关科研文章,外界认为中国航天飞机很可能采用水平起飞模式,而不是目前美俄采用的垂直发射模式。
这意味着,中国航天飞机在水平起飞时,必须达到第一宇宙速度,才能突破大气层的限制,进入太空。我国于2012年开始使用的JF-12激波隧道,使我国在该领域的研究取得了突破性进展。同时,中国在火箭发动机、冲压发动机等领域取得的成就也使中国能够安装混合动力发动机。在水平起飞模式下中国神龙空天飞机视频,航天飞机加速超过第一宇宙速度进入太空。
使 X-37B 黯然失色
虽然世界上很多国家都在积极开发新的航天技术,像中国的“腾云计划”可重复使用空天飞机模型等国家也在筹划中,但没有一个像中国这样的国家取得了长足的进步并成功地进行了试验。包括俄罗斯、美国和英国还没有这样做。
外观方面,此次发布的空天飞行器具有较为新颖的设计理念,即天地运输往返系统,子机与母机相结合。它应该是一个两级轨道航空航天器解决方案。媒体展示的照片中,有两架“飞机”组成了子母机,其中搭载的“小飞机”与美国的X-37B非常相似。然而,专家认为:
“小飞机”不能称为严格意义上的飞行器,实际上是轨道飞行器。它需要下面的空天飞机将其送入轨道。它依靠自身的火箭动力改变轨道中国神龙空天飞机视频,返回地球的方式与X-37B类似。
之前在中国互联网上曾曝光过一架“神龙”飞行器,实际上相当于那个轨道飞行器。
▲ 美国 X37-B
据环球时报采访的一位不愿透露姓名的军事专家称,下面这架大飞机是两级轨道系统的“主角”。原则上,它更像英国的“天空塔”空天飞机。除了高超音速飞行的气动外形,其技术核心是吸气式火箭发动机。X-37B 使用甲基肼 (MMH) 和 N2O4 作为双组分自燃推进剂。以“天空之塔”为例,它采用“Saber”吸气式火箭发动机,结合了喷气发动机自身无氧化剂的优点和火箭发动机燃料能量高、喷射速度快的优点。它携带自己的氢燃料。在大气中飞行时,冷却后能迅速将氧气液化成液氧,并用自己的液态氢燃烧。进入太空时,它可以依靠自身携带的少量液氧和液氢燃烧,继续加速飞行。该系统最终将达到音速的 22 倍左右。
▲ 美国 X37-B
在空天飞机发展上,中国后来居上,优势明显
事实上,人类在半个世纪前就提出了空天飞机的概念。简单地说,这种飞行器是依靠吸气式发动机和自身的气动力,在航空空间中可以相对自由飞行,按照轨道力学原理进入近地轨道飞行的空间,然后水平返回。飞机。事实上,没有一个国家研制出真正可用的空天飞机。
1980年代,美国开始发射航天飞机,部分可回收利用,向空天飞机迈出了重要一步。但其再利用的成本还是很高的,对空天飞机的结构材料要求也很高。在飞行中,其头部和机翼前缘的表面温度可达2760℃。这样一来,航天飞机上的耐热瓷砖涂层就不再适用了。美国X-37B实际上是航天飞机的缩小版。在重复使用方面,与之前的航天飞机相比,它甚至是一种倒退。它的入轨方式与卫星无异。
空天飞机与它有很大的不同。由于航空飞机基本上是完全可重复使用的,仅此一项就大大降低了成本。SpaceX火箭发射成本低的重要原因在于它们可以部分重复使用。空天飞机的回收方法更科学。
航空航天飞机水平起飞。采用吸气式发动机,依靠气动升力,载油量大大降低,自重大大降低,成本进一步降低。航天飞机看起来像一架飞机,但在发射过程中,机翼主要产生阻力。此外,空天飞机能够进行大规模机动。与航天飞机和轨道器的变轨不同,空天飞机具有非常高的飞行自由度。
中国在研制空天飞机的过程中,需要突破很多技术瓶颈,主要是刚才提到的空天飞机第一级使用的吸气式火箭发动机。吸气式火箭发动机的整个测试过程也可谓是漫漫长路。2月底的试验证明,中国已经取得了吸气式火箭发动机的技术成功,据说这种发动机可以在起飞时将空天飞机加速到5马赫以上,第二阶段,任务有效载荷所在的位置。飞机分离时最高速度可达20马赫,然后返回地面进行维修,为下一次发射任务做准备。这项技术比现在被美国吹走的猎鹰9号可回收火箭更先进,成本更低。据说只有普通火箭的1/10。
飞机研发难但未来可期
有专家表示,空天飞机要实现完全可用的技术难度很大,涉及复杂的气动布局、发动机和材料技术。航天科工集团三院院长张宏文在接受采访时也表示:
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这个工程技术难度很大,也是一个着眼于航天新一代和未来发展的项目。现在主要处于技术研发的早期阶段。但它已经提上议事日程多年了。近年来,我国航天发射的频率和成功率越来越高,赶上世界先进水平只是时间问题。
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不仅有从航天飞机到普通飞机的工业路线,还有从普通飞机到航天飞机的工业路线,这使得高性能军用飞机朝着兼具航天功能的方向发展。这一趋势也预示着未来高性能战斗机将具备航空航天功能,这将是第六代战斗机要实现的革命性飞跃。可重复使用的航天运载火箭空天飞机将是建立外太空基地的主力军,也将是21世纪世界各国争夺空天霸权的关键武器之一。
视频:我国正在研制新一代“航天飞机”:
本文收录于经济日报、环球时报、万里长城。
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