中国空天飞机速度达25马赫比美X37B还多出一项用途|Kaiyun·yunkai(中国)官方网站·IOS/手机版APP下载/APP
据美国《航空学人》网站报导，当地时间2019年10月27日凌晨3点51分，美国空军X-37B轨道测试空天飞机五号机升空780天后顺利回到地球，在美国肯尼迪航天中心的航天飞机迫降设施中顺利迫降。消息一出，马上更有了全世界的目光——这个飞行器既可发动全天候突然袭击，又可远遁几年、让人找到没法踪影，一旦试验顺利，否意味著“星球大战”即将沦为现实？文|崔赫翾编辑|李浩然本文由瞭望台智库综编。
1保密，保密，还是保密！肯尼迪航天中心的平地一声雷，为这个神秘莫测的飞行器赚足了眼球。美国东部时间2017年9月7日上午10点，太空探寻公司（SpaceX）用于猎鹰-9火箭，将此次回到地球的X-37B空天飞机顺利送来上太空。这已是X-37B第五次已完成太空任务。
（图为X-37B空天飞机图源：中新网）X-37B从出生于起就甚有神秘色彩，该研究工作原本由美国国家航天局主持人，2004年后，美国国防部防务高级研究项目局忽然接管了其全部研制工作，回应仍然三缄其口。接下来的升空也非常谜样。
一般来说，太空探寻公司的火箭升空直播都会经常出现载荷分离出来的画面，而X-37B归属于高度军事机密，所以只播映了一级分离出来和重复使用的画面。除此之外，飞行器升空后，美国官方如同什么都没有再次发生过一样，新闻公布中也去找将近关于X-37B的任何消息。若不是一些天文爱好者想一探到底，这架曾被看做“全球首架太空战机”的谜样飞行器早已被大家消逝了。从X-37B在2010年首次升空到现在，美国在宣传方面一反常态，与以往对其新型科技“大秀肌肉”的习惯大相径庭，留下全世界一些无法密码的谜团。
主要目的？保密；装载荷载？保密；检验了哪些技术？还是保密。美军一个字都不多说道。这种“欲擒故纵”的营销宣传也大获得顺利，美国空军有可能在窃喜——全世界的军事专家都因X-37B而坐立不安。有军事专家回应，就目前由此可知的测试结果来看，第四次、第五次飞行中试验，与此前具备显著的有所不同，仅次于的变化是试验目标的变化，即从此前检验飞行器的方案设计、关键技术、性能指标、指挥官掌控等向检验飞行器装载的有效载荷改变。
此次试验意味著美军早已基本已完成了对X-37B的核心试验检验工作，转而向其他功能扩展。有一点可以认同，X-37B军事化意图显著，而且针对性很强。2多快好省？居心叵测！美国显然对X-37B寄托了相当大心血，多年的研究，前后5次的升空，保密工作都做到得很足。
美国为何对X-37如此钟情呢？（图为X-37B空天飞机图源：环球网）一是省钱。相对于很多人熟知的航天飞机，这个军事化意图显著的空天飞机“沉默寡言”又“节约”。
与航天飞机必需在发射场升空并全程使用火箭发动机有所不同，空天飞机在普通机场才可降落，这毫无疑问大大降低了其升空成本。或许，在旋即的将来，当人们搭乘民航客机时，还能亲眼空天飞机飞向太空的瞬间。此外，相比于航天飞机不能部分重复使用这件事，空天飞机除消耗推进剂外，可全部重复使用，故而升空费用只有航天飞机的1/10，大幅度减少了成本。目前，X-37试验机共计发展出有3个规划型号：X-37A、X-37B和X-37C。
此次环游宇宙780天的就是X-37B，从发布的数据及照片来看，它类似于航天飞机的增大版，长8.8米、低2.9米、重5吨，个头只有航天飞机的1/4。美军的如意算盘拨给得啪啦作响，除节省升空成本外，说不定还能省却侦查局的大笔支出。
（录：目前，美军航天侦查工作主要由国防部辖下的国家侦查局负责管理。）X-37B能配备多种设备，将导航系统、掌控以及红外观测等多功能集于一身，在太空轨道或高空对海陆空目标及太空轨道目标展开侦查，并将扣除信息动态传送给登陆作战部队，解决问题了原先侦查中登陆作战响应速度快、费用便宜的问题。二是超快。
“天下武功唯快忍”，X-37B空天飞机的最低速度多达25马赫。25马赫是什么概念？荐个例子，当下世界最慢的战斗机/截击机当科苏联的米格-25“狐蝠”，在两台R-15-B300涡轮喷气发动机的协助下，曾多次超过3.2马赫（3470公里/小时）。
换言之，X-37B的速度大约是世界最慢战斗机的7.8倍！由于速度太快，以人类当下的技术水平，完全不有可能截击速度多达25马赫的目标——与它比起，防空导弹飞行中得“太快”了，常规军用雷达技术根本无法捕捉到它的踪影。因此，X-37B才能做来去不出踪迹。近期，在阿斯彭高端安全性论坛上，美国空军前部长希瑟·威尔逊谈到太空态势感官和威慑时，首次透露了X-37B的“特长”——可以在输掉看到的地球另一侧转入大气层，然后利用空气动力机动变轨，进而让输掉无法对其展开持续追踪。
她声称，这项功能会令输掉“发怒”。“让输掉无法找到”说道得有点滑稽，但或许也劣不过于多，曾有人找到X-37B变轨的蛛丝马迹，可那也仅有是一瞬间。在2010年的第一次任务中，有天文爱好者摄制到X-37B运营在距离地面大约400公里的轨道上，先后展开了多次大范围机动变轨；今年6月，一位荷兰的天文学家，通过望远镜清楚地仔细观察到X-37B，而后，它很快地在预计轨道内消失了。在大气层内与亚轨道或近地球轨道空间的无缝转换飞行中，升空后可很快抵达全球任何目标的海面，输掉难以预测到其飞行中轨迹，这无非将给其他国家导致极大的压力。
更高能的是，X-37B能“动若脱兔”，某种程度也能“静若处子”。航天飞机用于燃料电池，X-37B使用的是太阳能电池，转入太空轨道后，晃进行小型砷化镓太阳能电池帆板，用于小型太阳能电池和锂离子蓄电池的组织供电方式获取工作能源。
无限的太阳能资源使其续航能力大大缩短，这就说明了为何X-37B能在太空悄无声息地连续飞行两年。三是功能多。类似于动画片中哆啦A梦的“万能口袋”，X-37B需要装载的载荷是多种多样的——太阳能帆板、机械臂、军用卫星，也有可能是天对地的武器装备。
你总有一天无法清楚告诉它里面究竟还有什么。这个“万能口袋”中的空间武器装备不容极强，它是太空登陆作战的最重要物质技术基础，主要还包括空间信息提供支援系统（以部署在外层空间轨道上的各类军事应用卫星居多）、空间登陆作战装备和空间登陆作战确保装备三个系统。其中，空间登陆作战装备主要还包括：*空间态势感官装备；*反卫星武器系统，如动能反卫武器、定向能反卫星武器以及专门用作阻碍卫星及星载设备和信号的电子干扰装备等。*新型空间反击武器系统，如用作反击或毁坏航天器的空间智能机器人、空间登陆作战飞行器等在轨操作者的空间武器，以及空间反导系统、空间对地反击武器等新型空间武器系统；*航天系统防水技术和装备。
可以想象，这个能对其他国家展开全方位军事侦查的“小家伙”装载着武器，就能对他国卫星和其他航天器展开掌控、猎捕和毁坏，甚至通过机械臂将他国卫星“拿走”。更加最重要的是，“多快好省”的X-37B还有有可能不断扩大战争的“高度”。
目前，就算在太空上的战斗，也基本靠人们在地面操作者卫星、导弹等，而太空战机则有可能把人类的战斗领域从地面提高到数万米的高空，转入地球轨道乃至更加很远的地方。这样一来，向敌国地面目标发动反击就更加非常简单了。
X-37B在外层空间轨道上长年飞行中待命，一旦收到反击命令才可较慢变轨并对卫星或陆地、海洋、空中目标发动反击，从而构建美国空军明确提出来的“一小时压制全球任何目标”的登陆作战设想。继续执行空间对地反击任务的能力比现有的各类航天飞行器或航空飞行器更加强劲。
这就如同覆在各国头上的“达摩克里斯之剑”，一旦“飞机”变为“战机”，这将是全球国家的噩梦。不难看出，美国军方想要把太空转变成确实战场的昭昭野心。一旦X-37B空天飞机确实转入空战应用于，终将更进一步拉大美国与世界其他国家航天力量的差距，从而超越此前至此构成的太空战略均衡。
其他国家有可能知道忍者没法。3谁也想领先！鉴于空天飞机在军、民用方面的潜力，除美国外，中、俄、英、德等世界科技强国也都在研究此项技术，现在，各国空天飞机大多正处于研究与检验阶段。
（图为英国“云霄塔”空天飞机图源：央视新闻）英国的“云霄塔”（Skylon）空天飞机很值得一提。1985年，英国宇航公司和罗尔斯·罗伊斯公司联合明确提出了“霍托尔”方案。尔后，“云霄塔”项目承继了这个项目，在技术应用于上有诸多创意，于是，“云霄塔”空天飞机应运而生。
最有一点推崇的就是其预冷器技术。在相似5马赫的速度下，即便最差的金属合金也不会软化乃至融化，更加不用说在高超音速的飞行中，转入引擎的空气力量相等于5级飓风的25倍，热量喷薄而出。很快让金属构件加热，防止其被毁坏是首要问题。
“云霄塔”的预冷器通过一系列超轻型热交换器，可以使1000℃的高温气体在0.01秒内加热到-150℃，维护发动机在相似高超音速时免遭熔融。单是攻下这个考验，研究人员就花上了20年。当然，它也面对着很多急需攻下的技术难题，如传热预冷系统、燃烧室的加热、尾喷口不受热胀冷缩的艰难，零部件重复使用的可靠性等。
每一个难题都必须投放大量的人力物力。所以，按最悲观估算，“云霄塔”空天飞机之前2025年才能构建试飞。这个项目的成本可不较低，前期投放激进估算也要88.66亿美元，如果需要研发顺利，单价将低约2.49亿美元！实质上，跟美国的X-37B比起，英国的“云霄塔”也许才算得上确实意义上的空天飞机。这并不是因其外观更加像科幻电影里那样炫酷，而是其需要助力之后可以自己上天——它享有高超音速混合动力发动机，具备吸气式发动机和火箭发动机两种工作模式，当速度高于5马赫时，它可以像传统喷气式飞机一样工作；当超过高超音速时，它就转换成自燃氢气和液氧的纯火箭发动机，可实现高达27.8马赫的速度！除了欧美发达国家，印度也在2001年明确提出了研制可重复使用的航天飞机计划。
不过，当时印度航天志不在此，重点还是普通的运载火箭和应用卫星，对空天飞机只逗留在技术研究和检验阶段。2006年，在展开了一系列风洞试验和计算出来仿真后，印度最后指定了一个无论外观、气动布局还是重复使用方式，都与美国X-37B高度相近的方案。
不过，由于这是个优先级较低的技术检验项目，首次飞行中试验从2009年一拖再拖，直到2016年才展开。在试验过程中，运载火箭共计工作了91秒时间，随后与RLV-TD（可重复使用装载器技术验证机）分离出来，此时高度大约为48公里；分离出来后，依赖惯性之后下降到65公里的高度，RLV-TD飞行器无动力权利滑翔13秒后然后向上高速减速，期间RLV-TD的最低速度为5.5马赫，整个飞行中过程持续大约770秒。与美国X-37B的25马赫780天比起，印度似乎还有很长的路要回头。
在空天飞机的研制上，我国当然也无法领先！我国正在研制的“空天飞机”被称作“腾云工程”，是一种可继续执行航天升空任务并能多次重复用于的新一代天地来往飞行器，能在地面机场水平降落，理念与“云霄塔”类似于。风洞作为试验空天飞机的确保，不可缺少。近期，我国早已有了技术上的突破。中国科学院高温气动力国家重点实验室工作人员向媒体透漏，其团队于是以研制的新风洞仿真马赫数平均10—25，试验流场直径2.5m，这将是世界最低水平。
与X-37B有所不同，我国正在研制的空天飞行器可以两用：载人时，可用作太空旅游、运送航天员等；货运时，可用作升空各类卫星、空间站货物给养、太空应急救援等。从外形来看，这种以子母机人组的运输来往系统设计理念较为精致，其中被扛着的“小飞机”和美国的X-37B十分相近。
不过军事专家指出，“小飞机”实质上是轨道飞行器，必须下面的空天飞机将其送到轨道，它依赖自己的火箭动力变轨，重回地球的方式和X-37B类似于，而下面的大飞机是该两级升空系统的“主角”。同世界其他国家的空天飞机研制过程完全相同，我国的空天飞机距离研制成功还有很长一段路可以回头。涉及负责人回应，“腾云工程”技术难度十分大，也是着眼航天新一代和未来发展的项目，现在主要是在前期的技术研发阶段。
4我们离“星球大战”还有多近？看见这里，有可能很多人会很担忧，美国研发这项技术不会会像以往的太空技术研发一样，迅速用作军事？如果它真为能在1小时内压制全球任何目标，未来，我们还安全性吗？迄今为止，空天飞机仍只不存在于设想与试验阶段，世界上还没一架确实意义上的空天飞机。即使是正处于全世界舆论风口的X-37B，因其无法自律升空，严格来说也不能却是迷你航天飞机。却是，确实的空天飞机面对的技术瓶颈十分之多。
没充足的“白科技”来照亮这棵茂盛无比的技能树根，“星球大战”也不是这么好挑动的。那么，空天飞机的研制到底无以在哪里？发展空天飞机首先要解决问题6项主要关键技术：低超声速技术；髙机动飞行技术；长距离空天飞行技术；髙隐形技术，轻质、高强、耐高温、抗冲击的空天器材漆技术；高可靠性技术。上述技术又尚待新材料、人工智能等基础科学领域的突破。
就拿耐高温这一点来说，由于横跨大气层飞行器与普通航空器有所不同，飞行高度和速度不存在巨大变化，所以，低超声速飞行中过程中气动冷却十分显著，不会使空天飞机机头的温度相似1800℃，机翼前缘温度超过1400℃，机身下部温度超过900℃热量，从而将不会对零部件导致一定程度的毁坏。研究者还必须考虑到温度产于不平衡带给的结构热应力问题，对防水结构和机身材料拒绝很高。此外，空天飞机在动力构成上也极为讲究。
空天飞机要构建横跨大气层飞行中，速度必需从0加快至25马赫，眼下，世界上任何一种单一类型的发动机都无法胜任，因为常规的吸气式发动机不能在马赫数大于3.5的条件下工作，而冲压发动机在马赫数多达6之后效率也不会急剧下降，想构建更大马赫数的飞行中，必需研制新型发动机或者使用人组循环动力。（图源：央视新闻）前路虽然光明，但是，这个过程一定无比交错。
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