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美研制太空战机美研制太空战机

发布时间:2019-07-14 02:13:54

美研制太空战机美研制太空战机

国际2-X-在高空中高速飞行的X-37(电脑设计图)

在美国空军支持下,几经挫折的X-37空天飞机计划焕发新颜,一种可能被命名为X-37B的飞行器正在紧密研制,它若成功将不但预示美国会拥有新型廉价太空往返工具,还是美军实现太空战机梦想的开端,意味着一种能够自动控制进出地球轨道,并以10倍音速飞行,在不到2小时里对地球任何地点进行轰炸和攻击的新型战机开始从设想变为现实。

11月19日,美国多家媒体报道说,美军官员证实空军正在美国宇航局(NASA)X-37空天飞机计划的基础上研制新型航空航天飞行器,这种飞行器将具备自动控制进出太空轨道的能力,并能以超高音速在大气层中飞行,新机型号可能会被命名为X-37B,估计将于2008年初开始试飞。就在本月初,美国总统布什公布新的国家太空政策,拒绝为美国发展太空武器设置任何限制,而美国第一架太空战机很有希望从X-37B的研究成果中产生。

实际上,为保证部署在太空的各种卫星和航天器不受威胁,确保美国在近地轨道的领先地位,美国正在有计划地打造一支太空打击军队。这将是一支前所未有的军队,他们的武器可以部署到敌方防空手段达不到的高度,并随时对地球上任何设施发起攻击,而其超过10倍音速的高速突防仿佛闪电一般,可在两小时内到达世界任何一个角落,让任何拦截导弹看不到它的影子。这种武器就是未来的太空战机,而它能成功与否,与X-37空天飞机计划的进展关系密切。

空天飞机是航空航天飞机的简称,它集飞机、运载器、航天器等多重功能于一身,既能进入太空轨道运行,又能在大气层内作高超音速飞行、水平起飞、水平降落的新型飞行器,将是21世纪控制太空与争夺制天权的关键武器装备。

有专家认为,空天飞机如果真的获得成功,将使现在的空战模式发生根本的变革,它可以完成美国现有的作战飞机所不可能完成的任务,更加快速,也更加难以防御。目前美空军要下达远程轰炸任务时,必须依靠基地和打击目标的位置,来决定派遣B-2远程隐形轰炸机还是B-52轰炸机,而这往往需要12到24个小时才能完成任务。而空天飞机的打击速度将使美国真正获得全球即时打击的能力。

美国目前最出名的空天飞机计划有两个:X-33和X-37。美国空军计划设想取得太空作战飞行器和太空机动飞行器。太空作战飞行器将是能进入地球低轨道的单级入轨飞行器,或是使用目前的第二级推进器将商务载荷送入地球中轨道或更远的地方。太空作战飞行器将能垂直或按要求发射,将载荷送入太空、执行监视或其他类型的战斗支援任务,随后返回地球并进行水平着陆。太空机动飞行器将是一种由可再用发射装置或太空作战飞行器送入轨道后,能够在轨道执行任务的在轨飞行器。太空机动飞行器能够以自身暂时充当卫星或机动执行部署或回收卫星的任务。这种飞行器能在太空停留4至6个月,携带从武器到替代卫星的各种载荷。X-33测试了部分将用于日后太空作战飞行器的技术,X-37的部分概念则来自太空机动飞行器。

X-33:第一代空天飞机失败

上世纪60年代初,美国空军将领就对空天飞机的性能做出一些要求,有关机构开始对空天飞机作探索性试验,当时它被称为“跨大气层飞行器”。20世纪60年代发展的X-15、X-23和X-24等方案,为后来的空天飞机研制奠定了重要的基础。由于当时的技术、经济条件相差太远,且应用需求不明确,因而中途夭折。

80年代中期,在美国的“阿尔法”号永久性空间站计划的刺激下,一些国家对发展载人航天事业的热情普遍高涨,积极参加“阿尔法”号空间站的建造。当时估计,空间站建成后,为了开发和利用太空资源,向空间站运送人员、物资和器材等任务每年将达到数千次之多。这些任务如果用一次性运载火箭、载人飞船或航天飞机来完成,一年的运输费就将达到上百亿美元。为了寻求一种经济的天地往返运输系统,美、英、德、法、日等国纷纷推出了可重复使用的天地往返运输系统方案。

1986年,美国提出研制代号为X-30的完全重复使用的单级水平起阵的“国家航空航天飞机”,重点是对高超音速喷气式发动机技术进行研究,后来又将研究重点转移到了火箭动力航天飞机方面,为研制空天飞机打下基础。

NASA对其寄予厚望

1994~1996年,由美国空军大学、空军科学技术顾问委员会完成的一系列关于未来军事装备的研究报告均建议把空天飞机作为今后20~30年最重要的武器装备之一。1996年7月,美国宇航局和洛马公司签订了一项协议,由洛马公司研制一种可重复使用的运载器技术验证飞行器,并进行飞行试验,以为研制和经营可完全重复使用的实用型运载器进行技术上的准备。该验证机代号为X-33,而最终要研制的实用型飞行器被称为“冒险星”。

X-33具备把11.35吨有效载荷送上国际空间站的能力,美国宇航局希望它能比老一代航天飞机节省90%的发射费用。如果研制成功,X-33将是美国第一代真正意义上的空天飞机。像第一代航天飞机一样,X-33的发射和降落将分别采取垂直发射和水平降落的形式,但它支持单级火箭运输,仅依靠自身发动机和内置燃料,无需任何外挂燃料的辅助燃烧动力就能进入轨道,不但能节省大量人力物力,同时还能缩短两次任务之间的准备时间。

不成熟技术埋下祸根

为了达到这一目标,设计者们开发了一种新型的气塞式火箭推动器,以使飞行器以18倍音速的速度飞行,同时,为减轻重量,X-33将采用新式的质量较轻的复合材料制造。但是,一些专家认为这些技术在当时并未成熟,将导致X-33的失败。

NASA原计划于1999年7月4日制造出样机,1999年7月26日进行马赫数为7的第一次飞行。但由于技术难度太大,X-33技术验证机的研制任务未能如期完成。2001年,在经过5年的研究,耗资12.6亿美元后,NASA和空军相继宣布取消X-33技术验证机的研制计划,但“冒险星”计划并没有被停止。洛马公司当时准备成立一家公司,称为“冒险星有限公司”,负责筹集制造和经营“冒险星”实用运载器所需的50亿美元资金。

美国空军虽未直接参与X-33项目,但却一直对这种技术十分关注,美国宇航局取消X-33项目后,美国空军太空司令部曾表示空军想要评估形势并有可能接管X-33计划的后勤支持,但迄今未知有进一步消息。

X-37:屡遭挫折,最具潜力

X-37是一种由助推火箭发射或飞机投放、可进入地球轨道高速飞行的无人驾驶空天飞机。由于它通过遥控导航,没有驾驶舱,因此体积比太空飞船小很多,非常符合空天飞机轻便灵活的要求。它长约9米、翼展4.57米、可携带2吨左右的物品,照设计能在近地轨道上以每小时2.5万公里的高速飞行。相比之下,传统的太空飞船重90多吨,长37米。

空军需求助其起死回生

X-37是美国正在积极研制的空天飞机计划之一,参与到该计划中的主要有NASA,美国波音公司以及美国空军。X-37空天飞机计划一度暂停,不过美国空军难以抵挡其未来军事潜力的诱惑,大力推动有关研究起死回生。

X-37计划与X-33有一定关联。X-33虽然失败了,但它的重复发射设计在太空运输方面具有极大的商业价值,NASA于1996年提出了Future-X计划。这个计划被拆成两个子计划,其中规模较小的“探险者”,就是X-37计划。这是因为X-33计划在1994年一度被冻结,影响到好几个关键技术的研究进度。为了让几个致力于太空运输方面的研究机构可以继续把他们的实验结果送上太空做高超音速的飞行验证,从1998年底直到1999年7月,波音与NASA签署了4年合作协议,建造一系列验证机中的第一架。

依照计划,X-37将成为第一架同时具备在地球轨道上飞行和具备再入大气层能力的飞行器,而机上的自动操作系统将在NASA所致力的“降低进入太空的负载成本”上扮演关键性的角色。在原计划中,X-37可以由航天飞机携带进入太空,但是在有报告指出使用航天飞机携带X-37进入太空不合乎经济效益后,就改由“三角洲4”或是相似的火箭负责这个任务了。在太空中,X-37可以经由本身配备的火箭引擎推动,得到25倍音速的飞行速度,直到重入大气层前,X-37有21天的时间在太空中进行相关的实验,然后重返地球,降落在传统的跑道上。

小比例模型试飞成功

在2000年初,美国空军对X-37计划十分感兴趣并加入进来,提供了一架同样也是波音公司建造的X-40无人架驶飞行器作为X-37的测试平台。X-40是X-37的85%缩比模型,体积只有后者的85%,其长度将近8米,重约1.2吨,由CH-47直升机携带,在大气层内做了一些无动力的试飞,以减少X-37试飞时的风险。X-40的导航、控制系统都与X-37相似,所有这些系统都经过了严格的飞行实验,X-37的制造商波音公司参加了这些实验,他们还对X-40进行了改装,并曾在美空军爱德华兹基地进行了试飞活动。

最近一次试飞摔了跟头

按原计划,X-37将在2002年进行第一次大气层内的无动力试飞,而轨道试飞和两次正式任务将被安排在2003年。但是,美国空军2002年取消了X-37项目,理由是X-37不是一个专门用来测试军事科技的计划,此举不可避免地造成了一些资金上的困难和进度上的延误。接着在2003年11月,NASA在美国空军的要求下重新恢复X-37试验型空间飞机在轨飞行270天的计划,目的是验证装有照相机和炸弹的空间飞机一次飞行在地球轨道呆几个月的可行性。2004年,NASA声称X-37计划不再符合NASA的长期目标,并在同年的9月把这个计划转移给美国先进计划研究局(DARPA)。2005年6月21日,X-37搭乘曾首次进入太空的民用运载飞机“白骑士”首次空中飞行试验。今年4月,DARPA曾在大气层边缘对X-37进行了首次秘密“投放测试”。试验中,X-37被带到太空,然后被释放并直接降落。降落时,X-37飞出跑道,机头部严重受损,试验并不完全成功。更为致命的缺陷是,作为执行军事任务的飞行器,X-37需要利用火箭推进、或者靠另一架飞机的协助,才能达到近地轨道的高度。因此每次在执行任务前,它都必须花半天时间进行准备。这显然和军方“2小时内轰炸全球任何目标”的要求相差太远。

不过,美国空军并未就此灰心,按照计划,X-37最早将在2007年底至2008年初进行正式试飞。

具备实战能力尚需10多年

巨大的战略利益使世界越来越多的国家把眼光投向了太空,在研制空天飞机方面也是如此。继美国实施空天飞机计划后,俄罗斯、印度、、德国、日本等国也在积极地研制空间作战飞行器。当然,这些国家在投资规模和研制进展上都与美国相差很远。

军事研究者预计空天飞机有两种类型,一种是在2025年或其后部署的空天轰炸机,它能在2小时以内飞行1.6万公里、携带约5.4吨炸弹或巡航导弹,从美国本土出发轰炸全球任何一个地方的敌对目标。另一种是空天侦察—反侦察机,它能够在太空攻击敌方卫星及其他航天飞行器、维修本国卫星,或者把无人驾驶侦察机投放到敌方领空。空天飞机能否实现快速轰炸打击能力仍有待观察,宇航专家认为空天飞飞机达到太空作战的能力至少还需要10到20年。

X-37大事记

2001年5月

NASA成功进行X-40试飞,这是这种原型飞行器的第七次,也是最后一次飞行试验。此次试验为其体积更大X-37搜集信息。

2002年

美空军取消了X-37项目。

2003年11月

NASA在美国空军要求下重新恢复X-37在轨飞行270天的计划,目的是验证装有照相机和炸弹的空间飞机一次飞行在地球轨道呆几个月的可行性。

2005年6月

X-37搭乘“白骑士”运载飞机首次飞行。

2006年4月

X-37利用自动控制从高空降落,但在着陆时出现问题,滑出飞机跑道。

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