波音公司重炒30年前的“冷饭”【每点新防务(923期)·10月26日】:美国波音公司在1986年提交了一份专利申请,该项专利在1989年获得批准并被分配了“US4802639A”的编号。这项专利的内容是提出了一项全新的航天器发射模式:“两极入轨”。这种方式是由一架可以进行超音速或高超音速的“母舰”,在腹部挂载一架较小的需要入轨的航天器的组合。
这样的“高超音速母舰+入轨航天器”的组合模式,可以先由“母舰”为将要入轨的航天器提供极高的初速,二者在达到10万英尺的高空和3.3马赫极速时进行分离。此后,航天器就将依靠自身的超燃冲压发动机带其进入预定轨道。在波音公司这个大胆的专利被批准30年后,波音公司再接再厉于2019年1月再次发布了多张新的概念图,描绘了该专利的最新版本。
在技术进步了30年后,波音公司对于“US4802639A”号专利的最新发展版本中我们看到,在“两极入轨”模式中充当母舰的大型飞机上应用了2种不同的发动机:机翼根部的大型喷气式发动机和在其高T型垂尾下的火箭发动机。并且其机腹下方,也重新按照携带入轨飞行器的外形重新构造了气动外形。而其携带的入轨飞行器也采用了全新的双垂尾和较大的体型,具备运载较大有效载荷进入近地轨道的能力,并且其可重复使用。
我国2007年也搞出了自己的“神龙”在前两天,我国航天空气动力研究院发布了我国的“两极入轨”风洞试验的模型视频和图片。在这一次实验中,我们看到了与波音公司“US4802639A”号专利类似的“两极入轨”模式,虽然实现的具体细节不同——波音采用母舰腹部挂载航天器,而我国的母舰则是背负航天器。但最终实现的目的都是一样的:使用这种模式发射的入轨航天器,具有成本低、部署速度快的优点。
关于此次试验,我国不仅采用了与波音公司不同的“母舰”与“航天器”的组合模式;而且“母舰”的外形也十分“科幻”,并且应该也是用了超燃冲压发动机。如果非要为我国的这种“高颜值”母舰找一个“前辈”的话,无疑与美国冷战期间开发的XB-70超音速轰炸机十分类似。而其携带的入轨航天器,似乎也是摸着NASA多年前夭折的X-34A和目前美国空军极度保密的X-37B在“过河”。
但有在看到我国公布的这种新型“两极入轨”试验图片后,应该有不少铁杆军迷会联想起,我国曾在几年前流出国一张轰-6机腹挂载“神龙”航天器的图片。虽然这一次的风洞试验没有公布在“母舰”背部释放的航天器是否是多年前“神龙”的改进版。但考虑到到“神龙”早在2007年就进行了坠落测试;2011年原型机就进行了亚轨道飞行试验的话,时隔8年后这架在高超音速状态下与母舰分离的航天器,也极有可能与“神龙”存在着一些纠葛。
“WZ-8”似乎更像是走的另一条路我国现在公布的这种以“母舰”背负可重复使用的航天器,进行高空、高超音速释放的模式,相比波音公司、NASA、美国空军几十年来采用的“母舰”+机腹挂载发射的模式来说,无疑要更安全和高效。
采用母舰在机腹挂载航天器进行高空发射的模式,无疑成本更小、技术难度更低。但这样对于航天器的要求无疑就更多,比如航天器要装备较落后的火箭发动机、携带更多的燃料、入轨载荷也就会相应变低。而采用可以进行在更高空间飞行并采用高超音速飞行的母舰进行发射,航天器就可以节省大量燃料、并使用效能更高的超燃冲压发动机、具备运输更大的有效载荷。
但后一种模式虽然好,但比较适合在地球轨道上有较大运输需求的太空活动,并不适合进行短时间近地轨道、临近空间高度的发射任务。比如我国刚刚公布的“WZ-8”无人机,就是一种由“母舰”在高空、高速状态下发射的无人侦察机。由于“WZ-8”是一种针对卫星侦查短板研制的装备,一般都是在大气层内使用,所以其“母舰”应该还是轰-6,并以机腹挂载“WZ-8”的模式进行空中发射——这从“WZ-8”机背的2个挂载孔可以看出。
我国在购买到安-225以后会更“燃”从现在公布的消息看,我国已经同时掌握了2种不同的高空发射模式。如果需要进行快速发射需要入轨的航天器,就可以采用具有高空、高超音速飞行能力的“母舰”,以“背负”的方式携带装备超燃冲压发动机的航天器进行发射。
而如果只需要执行大气层内的卫星补盲侦查任务,或者使用高空母舰发射弹道导弹,无疑还是使用轰-6这样的大型传统飞机更适合。
并且对于在这两条“路”中间再走出一条新路的尝试,可以从我国已经计划购买世界上最大的运输机——安-225一窥究竟。这种可以“背负”运输传统大小航天飞机的庞然大物,如果我国真的能买到手,虽然安-225达不到超音速和高超音速,但可以用其巨大的载荷来“扛”起更重的可重复使用的航天器,具备进入更高轨道或者在轨时间超长的能力,颗执行与美国空军X-37B一样的“神秘任务”!