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超越NASA:中国先进空天飞机计划,一切终结于(2)

来源:计算机工程与设计 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2021-10-08
作者:网站采编
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摘要:绝热瓦检修更换,主发动机检修,部件更新等等,每次发射成本甚至比早期的一次性火箭还要高,但当时已经花了200亿美元造了5架,1986年固体火箭助推器

绝热瓦检修更换,主发动机检修,部件更新等等,每次发射成本甚至比早期的一次性火箭还要高,但当时已经花了200亿美元造了5架,1986年固体火箭助推器损坏凌空爆炸一架,用试验机又搞出来一架,恢复了5架的规模,不过航天飞机的货舱实在是大,所以哈勃望远镜和国际空间站以及大量的在轨维修服务,几乎是航天飞机专属!

除了货舱极大外,航天飞机货舱内还有一台机械臂,可以充当移动平台使用,它有6个自由度,非常灵活,早期的机械臂可以在太空抓取29吨的货物,随后又提升至270吨,用航天飞机发射卫星很简单,装在货舱内,到轨道后机械臂抓取放在轨道上离开或者卫星探测器点火变轨,1989 年 10 月 18 日发射的伽利略木星探测器就是亚特兰蒂斯号航天飞机发射的。


因此尽管成本很高,但NASA一直捏着鼻子在用,毕竟还是非常便利,但好景不长,2003年的哥伦比亚航天飞机在返回时失事让NASA决定让其退役,哥伦比亚号是因为发射时从外储箱到轨道器的燃料管保温材料脱落,砸到了左翼绝热瓦,返回时高温气流窜入航天飞机,导致气动失衡致翻滚解体,7名宇航员无一生还,而保温材料使用却无法避免,这个事故连同高企的成本成了压垮NASA的最后一根稻草,航天飞机使用寿命到期后就不再延寿,更不再制造新的航天飞机。


前苏联的航天飞机:暴风雪号航天飞机

其实前苏联也制造过航天飞机,和美国航天飞机不一样的是,前苏联的航天飞机是没有主发动机,发射它的是超重型运载火箭能源号,起飞推力世界第一(超过美国登月时的土星5号),近地轨道运载能力是100吨,主发动机是著名的RD-170发动机,


所以前苏联的航天飞机不存在所谓的保温材料,也无需检修主发动机,因此从理论上来看成本要低于美国版航天飞机,但由于火箭是一次性使用,同样成本高昂,而且还运送了死重的轨道器结构,而暴风雪航天飞机也仅仅在1988年进行了一次发射,此后由于苏联解体,就一直被保存在哈萨克斯坦,但在2002年5月12日时,由于年久失修,机库倒塌,暴风雪航天飞机被砸毁!


中国庞大的航天飞机工程

我国在1986年3月,国家立项高技术发展计划,也就是863计划中也曾提出航天飞机计划,当时有两项,一项是大型运载火箭及天地往返运输系统,另一项是载人空间站系统及其应用,后者就是我们熟悉的天宫计划,前者就是航天飞机计划!


不过当时尽管是“大型运载火箭及天地往返运输系统”,似乎是一种重复使用的飞行器,但当时并没有决定,而是进行了讨论,到底是载人飞船还是航天飞机,当时全球提出航天飞机计划的国家有日本的希望号、欧空局的赫尔姆斯以及前苏联的暴风雪计划等,所以我们也心痒痒想上。


1986年9月,航天飞机论证计划召开,各大研究所提出个自己的计划,总结一下,总共有4种航天飞机计划和一种载人飞船计划,分别是天骄一号小型航天飞机、长城一号航天飞机、V2火箭型航天飞机、H2空天飞机、多用途载人飞船等。


其中最激进的方案是H2空天飞机,这个要是搞定了,那直接就一览众山小了,我们简单介绍下这个方案:

H2空天飞机方案是航空工业部601研究所提出的,这个方案可谓是高大上,最低要求是水平起飞水平降落,所以才叫Horizontal(水平)2,全长超过85米,翼展36米,试想,地球上有哪个固定翼飞行器有那么大的?


水平起飞时由八台液氢/液氧/甲烷火箭发动机提供推力。当飞行器速度达到2马赫时,常规火箭发动机关闭,转而采用亚燃冲压吸气式发动机,依靠大气层中的氧气来燃烧携带的氢燃料,不需要额外携带液氧,当飞行速度达到高超音速时,再启动常规火箭,直接将H2航天飞机送入轨道。


这个计划的首飞时间是2015年,如果成功的话,我国在航天界已经可以笑傲江湖了,但很可惜这个计划难度远超当时我国的科技水平,即使放到现在,仍然是一块难啃的骨头,比如亚燃冲压和超燃冲压发动机难度是极大的,作为空天飞机上用的超燃冲压发动机,不知道何时才能成功!

文章来源:《计算机工程与设计》 网址: http://www.jsjgcysjzz.cn/zonghexinwen/2021/1008/1187.html



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