速度12倍于殲-20，絕密空天飛機同臺競技：中國成功，美國推遲（資料來自網絡《巔峰高地》）2023/12/15

彭亮文（謝絕獻花）

進入21世紀以來，人類航天技術發展日新月異，以當前視角來看，航天工業皇冠上有兩顆明珠，一顆是以X-37B為代表的可重復使用的帶翼航天器，媒體朋友們習慣將其稱為“空天飛機”，另一顆是以SpaceX公司的獵鷹9號火箭為代表的可重復使用運載火箭。 X-37B在很長一段時間段內，美國在這兩條賽道上都是一枝獨秀，直到3年前，我國可重復使用試驗航天器首飛成功，徹底打破了其在這一領域的技術壟斷。12月14日，新華社又發布了一條全文僅百余字的通稿報道，我國可重復使用試驗航天器由CZ-2F運載火箭發射成功。 當天，美國也原本計劃使用重型獵鷹火箭發射X-37B，但由于技術故障，最終從發射工位撤回廠房，預計將推遲數周。 重型獵鷹火箭與X-37B撤回我國可重復使用試驗航天器已經成功實施了三次發射任務，前兩次分別是：第一次：2020年9月4日發射，2020年9月6日返回，任務時間是1天多；第二次：2022年8月5日發射，2023年5月8日返回，任務時間是276天。在軌任務時長一次比一次長，相信第三次飛行也會再創佳績。通稿雖短，但也有關鍵信息，比如，使用CZ-2F火箭發射，意味著可重復使用試驗航天器的發射重量在8.6噸以內，也可自主返回預定著陸場。 7年前用于天宮二號空間實驗室發射任務的CZ-2FT運載火箭三年以來，堪稱“絕密”的可重復使用試驗航天器從未露出真身，但這并不妨礙其作為國之重器的戰略價值，我們也可從美國X-37B身上對其管中窺豹。雖然媒體朋友們習慣將X-37B與可重復使用試驗航天器稱為“空天飛機”，這完全是誤會了，可以先看看航天飛機與空天飛機的定義：航天飛機指的是，利用助推火箭垂直起飛，然后啟動軌道飛行器進行軌道航行，返回地面時滑翔降落，可以重復使用。空天飛機指的是，能在機場跑道上水平起飛和降落，既可在大氣層內飛行，也可在大氣層外飛行的飛行器。動力裝置在大氣層內用吸氣式發動機，在大氣層外使用火箭發動機。 騰云空天飛機顯而易見，雖然X-37B長的像飛機，而且能夠進入太空飛行，但它仍然需要依賴運載火箭垂直起飛助推發射，在大氣層內只能進行無動力滑翔飛行，這就是典型的航天飛機。 X-37B與火箭整流罩組合可以看到，不論是X-37B，還是可重復使用運載火箭，對于美國航天而言，都是長達半個多世紀持續高強度投入的龐大存量技術資產的再發展成果。雖然航天飛機與空天飛機的定義不同，代表的技術層次也不同，但它們都屬于“空天飛行器”，都可以在大氣層內外空間跨域飛行，其飛行特征離不開一個詞匯，就是“高超音速飛行”。雖然X-37B先聲奪人，然而美國在高超音速飛行領域的落后也是顯而易見，海陸空各軍種發展的高超音速導彈，不論是吸氣式，還是滑翔式，皆屢屢失敗，這與我國琳瑯滿目的各型高超音速裝備形成了強烈的反差對比。從DF-26的雙錐體滑翔制導戰斗部，到DF-17的乘波體戰斗部，再到各型吸氣式高超音速飛行器的研制突破，我國毫無疑問已經躋身世界高超音速裝備領域先進梯隊的最前列。 這一切都要歸功于科學的戰略決策，早在上個世紀90年代初期，載人航天工程立項之前，國內相關各院所單位對載人天地往返載具的選型進行了一場大討論，多個設計方案參與打分評選，其中就包括多款帶翼航天器，甚至還有更為激進的兩級入軌空天飛機方案。在正式的打分評選中，航天飛機方案獲得了最高評分，這與如今我們看到的神舟飛船方案是完全不同的。然而，航天工程從來也不是單純的技術問題，因為它涉及人力、物力、財力的支配，屬于戰略性工程，錢學森正是基于這種戰略視野，將關鍵的一票投給了載人飛船方案，這才有了如今的神舟號載人飛船。 雖然基于戰略因素考量，載人飛船方案適合我國在那一時期的基本國情，但這并不代表航天飛機方案的落后，恰恰相反，因此，在將關鍵一票投給載人飛船方案沒多久，錢學森就再次寄語年輕一代航天人：航天事業的又一重大發展是空天飛機，尤其是把它作為用半小時即可橫跨2萬公里的民航工具，所以空天飛機應是21世紀的重大成就。21世紀的中國人一定要在空天飛機上顯一顯身手，一件國家大事！航天飛機與空天飛機并不是完全不同的技術賽道，發展空天飛機通常都需要航天飛機的技術積累，也可以說，發展航天飛機是打通空天飛機研發瓶頸的必由之路。媒體朋友們也習慣將X-37B稱為空天戰機，對它充滿了軍事幻想，但就實際情況而言，X-37B實在是撐不起這一稱號。 比如有人說，X-37B可以進行軌道機動，可以捕獲他國航天器進行破壞，即便不能破壞，還能對他國航天器進行抵近偵察。理論上，X-37B可以干這些事，但有比它更適合干這些事的軍用衛星。以X-37B這種航天飛機而言，其進行軌道飛行時，自身有機翼、隔熱瓦等結構死重，在進行軌道機動飛行時相較于相同功能的衛星，需要消耗更多的燃料，而且它本身只善于改變軌道高度的機動飛行，大范圍改變軌道傾角的能力十分有限。不論是X-37B，還是我們的可重復使用試驗航天器，它們的核心價值仍然在于技術驗證，為以后研制真正的空天飛機開辟技術通路。比如帶翼航天器返回地球時，入口速度可達25馬赫，這一速度幾乎是殲-20極速的12倍有余，在與大氣層高速摩擦過程中，會形成高熱等離子鞘，溫度可達兩千多攝氏度，需要高性能隔熱材料對航天器進行屏蔽保護。 我國在隔熱材料領域的技術水平已經居于世界領先水平，最具代表性的就是三年前新一代載人飛船試驗船應用的“輕質碳基微燒蝕防熱材料”，此種材料能夠抵御3000攝氏度高溫燒蝕，可勝任載人登月、載人登火星、載人登小行星等各類深空探測器的返回地球任務。以往再入航天器抵抗高溫燒蝕的辦法就是在隔熱材料上堆尺寸堆重量，比如美國用于載人重返月球任務的獵戶座載人飛船，發射重量達到了26.5噸，其中返回艙重量是10.4噸，返回艙內部居住空間僅有9立方米。 獵戶座飛船在軌畫面 獵戶座飛船返回艙返回地球后 獵戶座飛船返回艙內部畫面這是因為其隔熱材料性能落后，需要更大的側壁傾角，這也是為什么獵戶座飛船返回艙看上去更加低矮的原因，以降低返回艙側壁的防熱壓力，更大的側壁傾角，直接壓縮了返回艙內部居住容積，加上他們的材料又比較笨重，本就局促的空間變得更加局促。我國的輕質碳基微燒蝕防熱材料就完全不同，其材料密度極低，本身重量就輕，加上還有微燒蝕功效，也就是說再入燒蝕過程中，只需燒蝕材料的一小部分，就能完成隔熱溫控任務，由于性能優異，所以我們的返回艙側壁傾角很小。 我國新一代載人飛船試驗船與獵戶座飛船對比，我們的側壁傾角顯然更小。如此一來，首先從結構上就能獲得更大的返回艙內部容積，其次，由于隔熱性能優異，只需少量隔熱材料就能完成隔熱任務，進一步釋放返回艙內部容積。 新一代載人飛船試驗船返回艙高速再入大氣層 新一代載人飛船試驗船返回艙返回地球后的外觀所以，我國新一代載人飛船試驗船返回艙在比獵戶座飛船返回艙輕了足足3噸的基礎上，內部卻有13立方米的大空間，比獵戶座飛船足足多出了4立方米。國產輕質碳基微燒蝕防熱材料可以說形成了對獵戶座飛船、載人龍飛船、CST-100星際線飛船的跨代領先優勢。 新一代載人飛船返回艙內部的大空間，貨格可拆。這還只是載人飛船用新一代隔熱材料，我國還有另一款不方便透露的新型金屬基隔熱材料，已經廣泛應用于各型空天飛行器。除了隔熱材料，還有新一代制導技術的應用。嫦娥五號T1試驗器、新一代載人飛船試驗船、嫦娥五號探測器、天問一號探測器、神舟系列載人飛船，這些大名鼎鼎的航天器均應用了由我國獨創的自適應預測校正制導技術。自適應預測校正制導技術的全稱是“全數字全系數自適應預測校正制導”，它能夠根據航天器的飛行狀態和當前的制導策略，預報飛行終點誤差，并根據誤差與飛行過程中的各自約束條件，自主計算出接下來的制導策略，直至將航天器精確引導至飛行終點。 新一代載人飛船試驗船返回艙正中靶心基于此種技術，三年前，新一代載人飛船試驗船首次飛行就創造了10.8環的高精度落點成績，最終落點正中靶心，實際上在此項技術的幫助下，更早以前的嫦娥五號T1試驗器，在月地高速再入任務中就已經刷新了人類同類航天器的開傘點精度。此后，此項技術又助力天問一號著陸巡視器高精度登陸火星預選著陸區。自適應預測校正制導技術可以說是萬金油，其應用領域非常廣泛，尤其是可以用于空天飛行器的再入飛行，這也是為什么我們在短短三年內，可重復使用試驗航天器一舉就能夠與昔日的世界最強同臺競技的原因。除了目前已經應用的各項高新技術產品，為了盡快打通空天飛機研發的技術通路，我們已經在前瞻布局，有些甚至已經邁過技術研究的層面，正在快速逼近工程應用的目標。比如適配騰云空天飛機的云龍組合動力發動機已經完成原理樣機的研制，還有前不久央視大規模公開報道的JF-22高超音速風洞，以及爆震脈沖發動機。 云龍組合動力發動機原理樣機 除了高新技術裝備的研發布局，我更懂得讓技術成果快速轉化為戰斗力，比如無偵-8高速無人機，它可以實現大范圍快速偵察，獲取高價值戰場情報，為各類作戰平臺提供打擊指引，這款飛機其實也是航天飛機技術的衍生品，比如它的高速無動力返場、自主高速滑跑著陸。 無偵八反觀美國，在這些方面調子總能起的很高，然而最終落地的項目可以說是一地雞毛……可以自信地說，人類第一架真正意義上具有大氣層內外空間自主飛行能力的空天飛機必將在中國率先誕生。

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速度12倍于殲-20，絕密空天飛機同臺競技：中國成功，美國推遲（資料來自網絡《巔峰高地》）2023/12/15

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