美国”全球1小时到达”搁浅,”中国负责实现”:空天技术新突破

据央视新闻10月19日报道,当日召开的商业航天高峰论坛上,中科院院士包为民,为我们介绍了我国一批先进航天项目的阶段性进展。

“五云一车”商业航天新格局中,“腾云”工程堪称航天领域实现“航班化”的关键一步,其中包含可重复使用飞行器的目标形态——空天飞行器,从图纸、到模型、到试验器、到最终投产使用,当中每一项技术进步。

我国可重复使用飞行器于今年9月4日,由酒泉卫星发射中心顺利发射,并于9月6日安全返回。“新华社”评称,此次成功试验,为后续往返太空,提供了一种更为便捷、优惠的选项。

虽然有人将此次我国试验的飞行器,与美国X-37B轨道试验飞行器类比,但美国X-37B自2006年发布概念以来,至今已知建成的飞行器仅有2架,且截至2019年10月,已接连完成5次在轨飞行任务,共计耗时2865天,对于这一数字背后的目的,各界猜测、怀疑声不断,五角大楼也一直在否认,从未承认。

我们的空天飞行器项目定位与美国不同,初步立意在于“航班化”发展,即空天飞行器运载规则逐渐与航班看齐,安排固定的运载时间点、运载周期段,价格也将渐趋平民化,对国民的出行方式将产生巨大影响;虽然就功能而言,军民同用不存在技术难题。

届时,空天飞行器将实现“全球1小时抵达”的航天运输,将充分满足我国航天、商业领域的运载需要,经济、文化、生活和观念等社会各个层面带来深刻影响。

这一过程,据包院士介绍,将细化为经典的“三步走”阶段:预计到2025年完成起步建设,破解关键技术,建成试用系统;到2035年,初步实现小目标,实现年飞行百架次、货运千吨级、客运千人次的运营计划;到2045年,全面建成“航班化”目标,适应需求市场,预计年飞行千架次、货运万吨级、客运万人次。

从经济上看,现阶段运载火箭,还达不到“航班化”的硬性要求,准备时间长、价格昂贵;试验中的航天飞机不仅在设计目标面前还有差距,且研发生产耗资大100亿美元,而每次飞行预估耗价约为5亿美元,发射前还需准备数月。

这么高的消费水平,即使实现全球1小时升降“送货”,也只能成为富人的游玩项目。

技术上要实现这一目标,其核心也分为三部分:一,以可重复使用的运载火箭,配合高超声速技术;二,升力式可重复使用运载器,搭配高超音速技术;三,最终将结合先进组合动力技术。

工程院院士、运载火箭专家龙乐豪曾表示,这三部分研究难度逐渐增大,应同步进行,遵循从部分到整体的发展思路,由火箭动力逐渐过渡到组合动力,并逐步实现入轨的单极化操作,最后形成完全技术能力。

据了解,我国研发的空天飞行器,不仅能够在天地往返活动中多次使用,而且能够执行航天发射任务。可被用于载人航天,实现太空旅游、航天员飞行任务等服务的“航班化”;也可被用于空间站货物补给、太空突发状况救援等行动。

预计到2045年可实现的“全球1小时抵达”航空运输能力,对国内外的交通运输方式都有着广泛影响。从字面上看,不难让我们联想到本世纪初,由美国提出的“全球1小时打击”计划,此时来看,我国距离“全球1小时”的目标较美国更为接近。

“全球1小时到达”,最初源于冷战时期美国对海外军事基地功能的维系需求:“广撒网”,以迅速回应苏联方面发动的袭击。这些基地大多位于亚欧地区“事故”多发区,战时拥有提高备战水准、以及缓冲火力的作用。

冷战结束后,一部分人认为,这些基地的战略作用已经如同鸡肋,最终的讨论结果是,美国还是应当维持远程打击能力——以使美国具备“打击全球任何地方存在的威胁的能力”,确保在军事基地不可用或没有用的情况下,实现“全球打击”。

据美军2月14日向国会提交的、“常规性即时全球打击和远程弹道导弹”报告,自2003年美空军的“猎隼”计划开始,到美陆军的“先进高超音速武器”,再到美海军基于潜艇平台的“常规即时打击”,研究项目多达7种。

通过试验阶段的还在少数,可选用武器一直在常规弹头和核弹头之间徘徊犹豫。原因是,担心俄罗斯一旦误会,就引发两国之间又一次冷战,甚至直接宣布对美核反击。

据描述,空军发起的再入式飞行器、通用航空高超音速飞行器(CAV)项目计划,能够满足“全球1小时打击”目标,并具备一定的数据分析、机动偏轨的功能,以使得命中率维持在误差不超过3米的范围内。

话虽如此,实际上CAV至今未公布参数,也未进行相关测试,所属性能也仅停留在纸面上;但这些成为了下一代超音速技术飞行器(HTV-2)的理论基础,然而,HTV-2在2010年至2011年的2次飞行测试均以失败告终。

所谓的再进入时飞行器,即被发射到亚轨道后,再次进入大气并对特定目标进行打击的飞行器或载体。HtV-2失败之后,美空军随后尝试了一种被称为“弧光”的导弹项目,属于舰载高超音速导弹计划。

预计作为“即时全球打击”的运载工具,原型基于标准3型反弹道导弹,设计航程可从发射军舰打击3700公里目的地目标。但是2012年该计划就做不下去了,财政拨款也随之停止。

对此,国防设计局辩称,“弧光”导弹将不作为“即时全球打击”的一环,而仅仅是“战斧”巡航导弹的替代品。

虽然,空军的研究项目并未取得成果;但为陆军的研究开了一个好头。陆军的“先进高超音速武器”(AHW)项目,在第一次测试中就斩获成功,成为“常规即时全球打击”的主要候选者。

2018年,五角大楼表示,空军海军将参与项目共建。三方参建目标有所区别:海军将之作为“常规即时打击”的一部分;陆军打算在远程高超音速系统中加载这一武器;空军则期望拥有高超音速常规打击武器。

其中空军在2021年预算中放弃了这一计划,转而专注于空射快速反应武器(ARRW)系统,搭载延续自HTV-2项目的战术滑翔再入式飞行器。

而海军项目,从“朱姆沃尔特”级驱逐舰就能看出端倪。环球网10月20日消息称,美国海军首例隐身驱逐舰“朱姆沃尔特”号近日完成首次导弹试射,试用导弹为“标准2”型防空导弹。

实际上,“标准2”并不是美海军心中所想。据“朱姆沃尔特”项目人员介绍,美海军的最新型驱逐舰可能配备的是尚未生产的“常规打击导弹”(CSM),这种导弹可在1小时内击中地球上的任何指定地点。

而为什么是“朱姆沃尔特”号呢?这款隐身驱逐舰,为这种战略武器,提供了前所未有的战略战术双向延展优势。

朱姆沃尔特号被设计为,可在“深蓝”展开大规模电磁作战武器的军舰,因此将配备远程武器、传感器,以及其他增强杀伤力的技术装置。配合朱姆沃尔特的隐身属性,这种致命的杀伤力将得到最大限度的加强。

而为了研发出这种常规打击导弹,朱姆沃尔特的采购数量从28艘降到3艘,只为提高适配弹药的研制经费。此外,2018年,美国海军试图将“标准6”远程防空导弹和海军版“战斧”集成到朱姆沃尔特上,仅“标准6”一项就耗费近9000万美金。

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