說起最大的飛機(jī),許多航空迷都會想起前蘇聯(lián)研制的安-225運(yùn)輸機(jī)。它不僅有一張蠢萌的網(wǎng)紅臉,背負(fù)暴風(fēng)雪號航天飛機(jī)飛行的英姿更讓人印象深刻。不過,安-225保持了30多年的“最大飛機(jī)”紀(jì)錄即將被打破。據(jù)報道,由微軟聯(lián)合創(chuàng)始人保羅·艾倫和太空探索技術(shù)公司(SpaceX)老板埃隆·馬斯克共同建造的巨型飛機(jī)——平流層發(fā)射運(yùn)輸機(jī)(Stratolaunch),近日已完成發(fā)動機(jī)點(diǎn)火測試,即將首飛。
如果說安-225運(yùn)輸航天飛機(jī)的能力讓人驚嘆,平流層發(fā)射運(yùn)輸機(jī)的絕技,則是在萬米高空發(fā)射火箭。
從飛機(jī)“肩膀上”起飛優(yōu)勢多
艾倫和馬斯克打造這架飛機(jī),當(dāng)然不僅是為了創(chuàng)造吉尼斯世界紀(jì)錄。張寶鑫介紹,該飛機(jī)將用于在空中發(fā)射飛馬座火箭,把質(zhì)量不太大的載荷送入太空,占據(jù)一部分商業(yè)發(fā)射市場。
張寶鑫說,飛馬座與普通垂直發(fā)射的火箭不同,而是采用水平發(fā)射方式。其發(fā)射與戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)射導(dǎo)彈很相似,都是由飛機(jī)帶到空中,釋放后先自由下落,再點(diǎn)火飛行。不同的是導(dǎo)彈是空對空或空對地飛行,火箭則要通過修正、偏轉(zhuǎn),再向上飛出大氣層。
航天專家龐之浩介紹,這種空中發(fā)射方式,相當(dāng)于讓航空器和航天器組合成為兩級的空天飛機(jī)。用航空發(fā)動機(jī)替代火箭一級,在大氣層內(nèi)飛行效率更高;火箭“站在飛機(jī)肩膀上”起飛,也能節(jié)省初始階段飛行的燃料。
張寶鑫表示,與傳統(tǒng)陸基發(fā)射相比,空基發(fā)射可節(jié)省成本約30%;飛機(jī)可重復(fù)使用,也能降低發(fā)射成本。不過最終成本是多少,還需要試飛、試射后進(jìn)行檢測計算。
空中發(fā)射還有諸多優(yōu)勢。龐之浩說,飛機(jī)能把火箭送到高空任何地點(diǎn)發(fā)射,可以免受地面天氣限制,還能擴(kuò)大軌道傾角范圍,增加發(fā)射窗口機(jī)會。同時這種方式響應(yīng)速度快,適合應(yīng)急發(fā)射。張寶鑫說,從安全角度來說,只要脫離機(jī)構(gòu)不發(fā)生故障,安全性還是比較高的。飛機(jī)可以把火箭帶到公海上空發(fā)射,即使火箭點(diǎn)火失敗也會墜入海里,不會對地面造成威脅。
低成本高運(yùn)力的“破局者”
平流層發(fā)射運(yùn)輸機(jī)并不是第一架能發(fā)射火箭的飛機(jī)。
龐之浩介紹,美國從1990年開始嘗試空射火箭,最初是用改裝過的B52轟炸機(jī)把小型飛馬座火箭掛在機(jī)翼上發(fā)射,后來又將L-1011三星客機(jī)改裝成加長型飛馬座火箭的發(fā)射平臺。不過當(dāng)時的飛馬座火箭運(yùn)載能力很有限,只能搭載幾百公斤重的小衛(wèi)星。張寶鑫說,目前飛馬座火箭的發(fā)射報價約為5600萬美元,最大載荷為443公斤。相比可回收的獵鷹九號火箭,發(fā)射成本要高、運(yùn)載能力卻更低。
艾倫還投資了個太空旅游項(xiàng)目,用“白騎士”飛機(jī)運(yùn)送“太空船一號”,進(jìn)行載人亞軌道飛行體驗(yàn)。龐之浩介紹,“白騎士”也是一種雙體飛機(jī),比平流層發(fā)射運(yùn)輸機(jī)小;太空船一號、二號”是裝有火箭發(fā)動機(jī)的飛行器,飛行速度可達(dá)每秒2.5公里,搭載能力達(dá)到1.2噸。該項(xiàng)目中,飛行器被飛機(jī)送到約15公里高空后釋放,利用火箭發(fā)動機(jī)飛到約110公里高的大氣層邊緣,能讓乘客俯瞰整個地球并感受約3分鐘的失重,再返回地面。不過,目前該項(xiàng)目仍處于試驗(yàn)階段。
在上述試驗(yàn)及項(xiàng)目基礎(chǔ)上誕生的平流層發(fā)射運(yùn)輸機(jī),技術(shù)已經(jīng)比較成熟,運(yùn)力更有顯著提升。龐之浩介紹,該飛機(jī)最大起飛重量為590噸,減去近230噸的自重,還能攜帶200多噸重的火箭起飛。鑒于飛機(jī)自身相當(dāng)于火箭第一級,火箭體量實(shí)際上已經(jīng)接近中型火箭,近地軌道運(yùn)載能力可達(dá)6.1噸,相較以前提高了一個數(shù)量級?!斑@樣的運(yùn)載能力,結(jié)合其靈活機(jī)動低成本等特點(diǎn),市場前景應(yīng)該不錯?!彼f。
張寶鑫也表示,該飛機(jī)的出現(xiàn)就是希望進(jìn)一步降低成本,提高運(yùn)載能力,充當(dāng)“破局者”角色。
記者了解到,如果測試順利,平流層發(fā)射運(yùn)輸機(jī)有望于2019年進(jìn)行首次示范性發(fā)射。龐之浩認(rèn)為,今后一段時期,該飛機(jī)將主要實(shí)施商業(yè)發(fā)射。未來隨著其技術(shù)更成熟、運(yùn)力進(jìn)一步提升,或許還能發(fā)射載人飛船。
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