中國研製世界最大太空飛機 最多可載20人

此時此刻,我國的“天宮二號”空間實驗室正在太空中等待“神舟十一號”飛船的到來,這是中國航天事業的一小步,然而還遠遠不夠。像坐飛機那樣遨遊太空是人們的夢想,也是航天科學家的不懈追求。可以像飛機一樣平穩起降,又能如火箭一般衝破地球束縛的飛行器,是未來實現“太空航班”的理想載體之一。中國方面已經公佈了在研製的多種方案,如今,這個籃子裡的型號又多了一款。

國際科學週刊《新科學家》( New Scientist)網站10月3日報導稱,就連中國也無法抗拒太空旅遊的吸引力。據瞭解,一家有政府背景的中國機構正在研製巨型太空飛機(原文為 spaceplane,泛指太空梭和空天飛機——觀察者網注)。這架太空飛機最多可搭載20名遊客,並在一天之內飛抵太空邊緣——其承諾搭載遊客的人數大大超過目前任何其他商業宇航公司。

中國運載火箭技術研究院(CALT,簡稱火箭院,即航天一院——觀察者網注)的專家最近在墨西哥瓜達拉哈拉舉行的第67屆國際宇航大會(ICA)上稱,該院已設計出簡單的整體式太空飛機,其設計旨在搭載更多的乘客。

該研究院的設計團隊在報告中寫道:“越來越多的普通人對太空飛行感興趣。”報告還稱,該專案對老闆和商人非常有吸引力。

據稱他們已設計出一款可依靠自身動力起飛的帶翼火箭。這使其有別於英國維珍銀河公司的“太空船二號”(SpaceShipTwo),後者必須通過運載母機攜帶至一定高度才能發射。

母機搭載的“太空船二號”

CALT設計團隊的負責人韓鵬鑫說:“太空飛機將像火箭一樣垂直起飛,並自動在跑道上著陸,不需任何地面或機載裝置的干預。”

該團隊已設計出兩種版本的太空飛機。第一種的重量為10噸,翼展6米,將能搭載5名乘客,以最大6馬赫的速度飛行至100公里的高度——這是太空飛行正式開始的高度,並進行2分鐘的失重飛行。

而另一種放大了的版本:翼長12米、重量達100噸的太空飛機預計可搭載20名乘客,以8馬赫的速度飛行至130公里的高度,並進行4分鐘的失重飛行。這款機型還能在外掛火箭的幫助下將小型衛星送入軌道。韓鵬新說,這種運載能力將降低遊客的機票價格。

設計團隊希望太空飛機可被反覆使用,因此每架飛機的設計飛行次數將達到50次。韓鵬新說,太空飛機的試飛時間已被提前。他說:“試飛將在未來兩年內完成,幾乎所有的地面測試已完成,測試中全部子系統運轉良好。”他表示,預計一次太空飛行的費用將在20萬至25萬美元之間。

兩個月前,CALT所屬的中國航天科技集團公司披露,正在研製組合動力飛行器專案,未來普通人上太空的成本和門檻將有望大大降低。組合動力飛行器是一種整合渦輪發動機、衝壓發動機、火箭發動機等多種動力的飛行器。

CALT研發中心副總研究師張永介紹,組合動力和傳統的火箭動力相比較而言,它是一種新型動力,從廣義上來講,就是把不同的動力形式組合到一起就叫組合動力。張永表示,計劃利用3-5年的時間掌握相應的關鍵技術,在2030年左右實現應用目的,達到亞軌道應用和入軌應用這種模式。

目前不知這個專案與前述太空飛機是否是同一個專案,但二者的相似性較高。

在國際航空航天領域競爭日趨激烈的今天,組合動力飛行器作為未來發展的重要方向,具有巨大的商業、經濟和社會價值。與此同時,組合動力飛行器技術難度大、複雜程度高,需動員多方力量、付出較大精力、闖過無數難關才有可能實現。

為了早日突破組合動力飛行器技術,9月20日,“首屆中國組合動力飛行器發展論壇暨2016年航天一院CALT論壇”召開,與會人員探討了組合動力飛行器技術的實現途徑,暢談了組合動力飛行器的優勢與難點,也分享了自己的研究成果與前沿觀點。

來自中國科協、科技部、國防科工局、中國航天科技集團公司、中國航天科工集團公司、中國航空工業集團、中國商用飛機有限公司等單位及其所屬研究機構,以及中國科學院力學研究所、哈爾濱工業大學、北京航空航天大學、南京航空航天大學、浙江大學等國內相關領域知名院所和高校的領導、院士、專家、論文作者共計300餘人參加了論壇。

此外,在9月12日舉行的第二屆中國商業航天高峰論壇上,中國航天科工集團也披露了將於2030年完成試飛的空天飛機專案“騰雲工程”。

騰雲工程對應空天往返飛行專案,突破以組合動力、機體/推進一體化技術為代表的核心技術,完善試驗設施建設,建成空天飛行器技術綜合研究體系。

據介紹,這是可執行航天發射任務,並多次重複使用的新一代天地往返飛行器,可在地面機場水平起飛,具有廉價、安全、便捷、機動等優勢,是國際上天地往返運輸領域的發展熱點。

空天飛行器從機場水平起飛,在大氣層中加速爬升;到達30至40公里高度時一二級分離,一級水平著陸返回;二級繼續爬升進入近地軌道,完成運輸任務後再入返回。該工程涵蓋多項關鍵技術,包括結構和熱防護、氣動外形設計、組合動力系統等。

騰雲工程計劃在2020年完成組合發動機模態轉換技術驗證飛行試驗;2025年完成關鍵技術攻關;2030年完成兩級入軌空天飛行器技術驗證試飛。

在上述有翼的太空飛機方案之外,我國也在完善傳統的載人飛船,除了“神舟”飛船,新一代多用途飛船已在研製當中。

6月25日,長征七號運載火箭搭載的多用途飛船縮比返回艙在海南文昌發射場送入軌道,並由上面級進行飛行和返回控制。26日,縮比返回艙巴丹吉林沙漠腹地的戈壁灘成功著陸。

新一代多用途飛船的縮比返回艙總質量約2600千克,高度約2.3米,最大外徑2.6米,採用返回艙和過渡段的兩艙構型。

我國目前的“神舟”飛船設計任務是支援近地的,比如空間站、近地軌道的任務,無法承擔更艱鉅的深空載人探測任務。而一旦縮比返回艙相關技術得到驗證,將為我國新一代多用途飛船將再添利器。該型飛船將比“神舟”搭乘多一倍左右的航天員到達更遠的深空,滿足未來載人登月、載人探火等任務,同時還可以根據不同任務設定飛船佈局。

(責任編輯:李皓 CN002)

(觀察者網)
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