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X37B、維珍太空船差遠了！我國亞軌道飛行器試飛成功意義重大

點擊：5088 作者：細說科技來源：今日頭條發布時間:2021-07-21 10:12:16

7月16日，我國亞軌道重復使用演示驗證項目運載器成功試飛。有網友在中國軍工抖音號留言資詢系列，得到了凡爾賽回復“過于先進，不便展示”。

中國軍工抖音號發布的消息

官方報道的描述是“原創性、引領性”，其中“原創性”指的就是由我們率先創造出來，“引領性”指的是領先世界同行！用通俗易懂的話來講就是這東西是中國人首先創造出來的，并且性能領先全世界！

那么這個裝備大概長啥樣呢？

你可以把它當成一架特殊的飛機，擁有飛機的外形，但采用火箭發動機，依靠發射架垂直起飛，邊飛行邊向水平方向慢慢轉彎，加速到100公里以上的高空以后基本變成水平飛行，并達到高超音速狀態。由于是運載器，將來它還將背負自帶動力的軌道器。我們可以把它看成是一架背上可以馱“小雞”的“母雞”。

普通火箭也能達到同樣速度和高度，為何各國都紛紛研制難度大得多的空天飛行器呢？

最主要的原因是，傳統火箭只能一次或者多次使用，等效比沖一般不超過400秒，而如果能夠研制出空天飛行器，等效比沖能達到800秒甚至2000秒級別，理論上僅需原來50%甚至20%的燃料費！

相比傳統火箭來說，空天飛行器可以像普通飛機一樣使用很多年，分攤下來，每次的機體使用費用和燃料費都更低，預計可以低一個數量級。例如長征3號乙運載火箭每次發射的國際報價是7000～8000萬美元，如果是空天飛機運載同樣載荷到近地軌道，平均每次發射成本將降低到1000萬美元以下。

費用大大降低的好處就是，可以以很低的成本發射載荷到太空。作為軍用可以衍生出用得起的太空戰斗機、次軌轟炸機，甚至太空轟炸機！影視作品中的“殲星艦”將不再遙不可及。

采用傳統火箭發射，正在組裝的X37B

其中的太空戰斗機，美國已經研制出大名鼎鼎的“X37b”，而我國也已經在去年成功發射了可重復使用空天飛行器，業界認為就是網絡曝光的“神龍”空天飛行器。太空戰斗機可以在太空中破壞空間站、衛星、能攜帶多枚核彈，甚至神不知鬼不覺在敵方衛星上安裝監聽器，或者偷顆衛星回來研究，總之能干的事情很隱秘而且很多。

次軌轟炸機因其飛行速度達到高超音速，還具有機動變軌能力，現有導彈想要攔截根本就做不到。如果攜帶一堆核彈，目前沒有一個國家有把握攔截。

太空轟炸機就更可怕了，“肚子里”存放一堆核彈，在沒有阻力的太空中可以像衛星一樣環繞地球幾十年甚至幾千年，遇到反衛星武器攔截時啟動發動機機動變軌就能輕松躲過了。況且平時太空轟炸機本就會經常變軌，普通雷達根本無法跟蹤探測，即便是超大功率特種雷達系統，持續探測跟蹤難度也很大，這優越性遠不是在大氣層內飛行的轟炸機能比的！

有人說，美國的X37b以及英國的維珍航空的“太空船二號”比我們更早試飛了，我們并沒有領先世界，事實真的如此嗎？

事實上我們還真是領先美國，領先世界！口說無憑，那就來比比看！

美國同行研制出來的空天飛行器只有“X37b”空天飛行器，號稱世界上首架既能在地球衛星軌道上飛行、又能進入大氣層的航空器。結束任務后還能自動返回地面，被認為是未來太空戰斗機的雛形。其最高速度能達到音速的25倍以上，常規軍用雷達技術無法捕捉。然而它仍然算不上真正的空天飛機。實際上它只是空天飛機的上面級而已，還缺少用來馱著它以高超音速飛上亞軌道的亞軌道重復使用運載器。沒錯，就是7月16日，我國剛剛發射的這種神器！

垂直發射的空天飛機飛行全程示意圖

除了X37b，還有英國的維珍航空公司研制的亞軌道飛行器，被部分網友認為性能超過我國的亞軌道飛行器。

然而實際卻相反，這兩個飛行器遠不如我國的亞軌道重復使用運載器。接下來用數據分析告訴你原因。

不管是英國維珍航空的技術方案還是我國的技術方案，都有一個共同特點，那就是采用“母機加小機”方案。具體來說，英國維珍航空采用“母雞掛小雞”方案，我國則采用“母雞馱小雞”方案。

一、維珍航空亞軌道飛行器借助大型運輸機才能飛到亞軌道，只能作為商用。

維珍航空目前的方案所需的母機翼展高達42.7米，翼展23.7米，需要3公里以上的超長跑道助跑起飛，而就是如此巨大的母機也只能將17噸物體運到15公里的高空。

維珍航空的太空船2號機長21米，其中船體長18米，直徑2.3米，翼展10米，重量不超過17噸，尾部安裝了一臺火箭發動機，設計運行軌道為180-320公里。

“白騎士二號”母機掛載“太空船二號”起飛

維珍航空亞軌道飛行器“太空船二號”由白騎士二號大型運輸機掛載，帶到15公里高空釋放。隨后“太空船二號”啟動火箭發動機自主加速至2.9公里/秒，然后依靠慣性沖到100公里以上的亞軌道，然后做5分鐘近似拋物線的自由落體運動，這個過程中，太空船里的乘客可以體驗失重感覺。

然而，這個方案只能商用，難以軍用。“太空船二號”自帶的火箭發動機只能運行30秒，最多只能達到2.9公里/秒的速度，距離環繞地球飛行的最低速度（約7.9公里/秒）差距還非常大！不能進入地球環繞軌道就無法長時間無動力飛行，如果只是亞軌道飛行，飛不了多久就沒有燃料了，只能滑翔降落，根本無法降落，因此這個方案顯然難以軍用。

二、我國空天飛機無需任何助力就能自己飛到亞軌道，性能更強，潛力巨大，既能民用，也能軍用。

相關研究資料表明，各國正在研制的空天飛機基本都采用“母機馱小機”方案，分3個發展階段來實現。

第一階段：采用垂直發射，母機（運載器）以火箭發動機作為動力，加速至亞軌道，此時兩機均處于高超音速狀態。然后兩機分離，小機（軌道器）啟動自帶的火箭發動機，繼續加速到第一宇宙速度（7.9公里），成為環繞地球軌道的飛行器。軌道器執行完任務以后再入大氣層，并向普通飛機水平降落到機場。

第二階段：采用垂直發射，母機（運載器）以組合循環發動機作為動力，加速至亞軌道，此時兩機均處于高超音速狀態。然后兩機分離，小機（軌道器）啟動自帶的火箭發動機，繼續加速到第一宇宙速度（7.9公里），成為環繞地球軌道的飛行器。軌道器執行完任務以后再入大氣層，并向普通飛機水平降落到機場。

第二階段空天飛機兩級分離動態示意圖

第三階段：采用垂直發射，母機（運載器）還是以組合循環發動機中的“強預冷吸氣式火箭發動機”作為動力，直接加速到第一宇宙速度（7.9公里），成為環繞地球軌道的飛行器。然后兩機分離，母機（運載器）返回地面，小機（軌道器）成為環繞地球的飛行器，繼續執行任務。軌道器執行完任務以后再入大氣層，并像普通飛機水平降落到機場。

7月16日，我國剛剛成功試飛的亞軌道重復使用演示驗證項目運載器則是我國第一階段空天飛機的母機“亞軌道重復使用運載器”，而小機（軌道器）則在去年9月就成功發射了。下一步就是兩機組合試飛。如果成功，我國就是世界上第一個研制出空天飛機的國家！當然這種空天飛機還很初級，發射的時候需要依賴火箭發射架垂直發射，返回地面時才會像飛機一樣水平降落。最終目標還是研制出能夠水平起飛、單級入軌、水平降落的空天飛機。

三、維珍航空亞軌道飛行器和我國空天飛機的區別。

1、維珍航空亞軌道飛行器屬于純民用飛行器，而我國的空天飛機屬于軍民兩用飛行器。

前者是亞軌道飛行器，后者是亞軌道運載器。前者無法再馱一架更小的飛機，后者還能馱一架更小的空天飛行器（軌道器）。

重量不超過17噸的太空船二號自帶動力、燃料也只能加速到2.9公里/秒的速度，即便依靠慣性沖出大氣層，很快也會因速度不夠而掉回地面。這個速度采用傳統火箭發射也能達到。只是采用母機這種噴氣式大型飛機運載到空中發射全程可重復使用，成本更低，可以以較低成本體驗太空旅游。民用項目就是這樣，對成本比較敏感，但發展潛力更小。