中國空天飛機新構想:萬噸巨獸水平起飛,一小時萬里飛馳

   時間:2024-12-17 14:24 來源:天脈網作者:馮璃月

近期,我國科研團隊在《宇航總體技術》期刊上發表了一項創新構想,提出了一種新型的水平起降亞軌道重載運輸器,這一設想標志著我國在空天運輸領域取得了重大突破。該運輸器以火箭為動力,設計用于實現地球表面10000公里范圍內的快速遠程投送,且具備超過100次的航班化重復使用能力。

這款運輸器的獨特之處在于其水平起飛能力,發動機啟動后,能像大型飛機一樣在跑道上滑行起飛。其體積和重量均超過我國目前最大的重型火箭長征五號,起飛重量高達1240噸,而近地軌道的運載能力則達到了驚人的60噸。

運輸器分為兩級:助推級和載荷級,兩者采用背駝式布局。起飛后,運輸器首先進行加速爬升,當達到一定高度時,助推級會與載荷級分離,隨后無動力水平返回地面,這一設計極大地降低了回收成本。

分離后,載荷級發動機點火,繼續爬升至亞軌道高度(20至100公里)進行巡航飛行。到達目的地后,關閉發動機,通過無動力滑翔重新進入大氣層,最終以水平姿態著陸。著陸后,經過簡單的維護,運輸器即可再次執行任務。

這種運輸器既不同于傳統的運載火箭,也不同于現有的航天飛機,更接近于一種空天航班。整個飛行過程包括水平起飛、加速爬升、助推器分離、再入大氣層和水平降落五個階段。

“空天航班”相較于其他飛行器,具有顯著的優勢。首先,其載荷能力巨大,能夠充分利用空氣升力,減輕助推級重量,從而增加有效載荷。相比之下,美國“哥倫比亞”號航天飛機每次只能攜帶29.5噸貨物,受限于巨大的燃料箱。

其次,“空天航班”可以利用現有機場起飛,無需專門的發射場。水平起飛和平滑的爬升軌跡使得載荷在飛行過程中姿態穩定,貨物的固定和裝卸更加簡便。

“空天航班”的速度極快,由于大部分時間在亞軌道飛行,這里的氣阻極小,因此具備了一小時內飛行10000公里的能力,遠遠超過了航空運輸的速度。

最后,從成本角度來看,“空天航班”的水平起飛和重載能力使其成本遠低于航天飛機和運載火箭。

然而,要實現這一構想,還需克服一系列技術挑戰。包括解決助推級分離帶來的附加擾動問題、設計防熱隔熱結構以應對再入大氣層時的高溫考驗,以及確保飛行控制在空天兩種介質內均能滿足要求。

我國在航空航天領域的技術儲備為“空天航班”的研發提供了有力支持。在第12屆珠海航展上,中航工業展示了昊龍低成本貨運航天飛機,這是一款垂直起飛、水平著陸的跨介質飛行器,已進入全面工程研制階段。這表明我國已掌握相關核心技術,為“空天航班”的研發奠定了堅實基礎。

 
 
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