近日,中航工业成都飞机设计研究所的“昊龙”货运航天飞机在珠海航展上正式亮相了,根据央视的报道,在此之前,“昊龙”货运航天飞机已经造出了原型样机,全面进入了工程研制阶段,也就是说,"昊龙"关键技术的早期预研工作已经完成。这表明,我国继美苏之后,成为了第三个研制成功航天飞机的国家。而之所以要研制"昊龙",主要是为了进一步降低我国空间站的货物运输成本。
(本届珠海航展上的"昊龙"模型)
那什么是航天飞机呢?航天飞机是一种往返于地球表面和近地轨道之间,可运送人员和货物的飞行器,航天飞机由运载火箭发射入轨,返回地面时则像滑翔机一样下滑着陆,因而可以重复使用。反之,宇宙飞船则是以弹道或半弹道式的轨迹穿过大气层,用降落伞和着陆缓冲系统实现软着陆,因为在这个过程中会受到很大的冲击,因此,着陆之后的宇宙飞船就不能再用了。那"昊龙"与空天飞机是不是一回事呢?前者只是一种天地往返运输器,而后者用的是吸气式发动机,吸气式发动机的工作时间远大于火箭发动机,另外,空天飞机可以水平起飞,执行侦察、打击任务,这些都不是航天飞机所能做到的。因此,"昊龙"货运飞船与"神龙"空天飞机不是一回事。
"昊龙"的性能
"昊龙"的工作流程是这样的,先由运载火箭将其发射到预定轨道,再与空间站进行交汇对接,接着完成货物输送,继而与空间站分离,最后在无动力的情况下自主返回,再入大气层后,"昊龙"的折叠机翼展开,在指定机场水平着陆。而正是因为水平降落,极大减小了受到的冲击,使得"昊龙"做到了重复使用。
"昊龙"长10米,宽8米,发射重量约6吨,运载能力1.8到2吨,重量倒是没有问题,我国新一代运载火箭的近地轨道运力大部分都超过6吨,可是这个宽度,也就是翼展就太大了,要知道,即使是长征5号运载火箭,直径也才5米,根本放不下8米宽的载荷,因此,"昊龙"独创性的采用了机翼整体折叠技术,其机翼可以向机背折叠,类似于中国海军的歼15舰载战斗机,以便能够装入运载火箭5米左右直径的整流罩内。这就使得“长征”系列运载火箭可以发射"昊龙",我国各种大型商业运载火箭也都能发射,这就极大降低了"昊龙"发射阶段的成本。
("昊龙″的全尺寸样机)
航天飞机一般由轨道器、助推器和外贮箱组成,在本届航展亮相的只是"昊龙"能够重复使用的轨道器,这种轨道器采用了盾头体设计,搭配了从中部开始上翘的大后掠三角翼,这使得"昊龙"同时具备航天器和航空器的双重特性,另外,"昊龙"的舱门内侧为太阳能电池板结构,可以在轨道上展开供能,以维持设备的正常运转。
("昊龙"的动画演示)
由于要像飞机一样在机场跑道上降落,"昊龙"再入大气层的过程中有一个改平的过程,且在与空间站对接时也要调整姿态。因此,在"昊龙"的机头侧面有4个姿态控制喷口,机身后部上面也有两个姿态控制喷口,另外,为了保证准确降落,"昊龙"还要有在"黑障"环境下的精确导航能力。
"昊龙"面对的挑战和发展潜力
"昊龙"机头下方、机腹、机翼等处都敷设了黑色的隔热瓦,但它面对的最大的挑战还是热防护。2003年2月1日,美国哥伦比亚号航天飞机在返回地面的过程中解体,原因就是其左机翼上的防热瓦受损导致的,造成7名机组人员全部遇难。此外,1986年1月28日,“挑战者”号航天飞机在进行第10次飞行时,升空73秒后发生爆炸,7名机组人员也全部遇难。鉴于航天飞机的事故率较高,所以“昊龙”航天飞机现阶段只能用于货运。
("哥伦比亚"号航天飞机)
可即使作为货运航天飞机,"昊龙″也能完成释放、回收、维修卫星的任务,甚至可以携带导弹载荷,发动轨道攻击,由于轨道攻击导弹没有助推段和中段,直接再入段,将会极大压缩敌对国家反导系统的拦截窗囗和反应时间,因此,在"昊龙"基础上,完全可以研制一种比"神龙"空天飞机更为廉价的轨道攻击武器。