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解密美国首艘“太空战斗机”

金羊网-新快报

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X-37B太空游记

美国东部时间4月22日19时52分(北京时间4月23日7时52分),佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地。

当19层楼高的“阿特拉斯-5”型运载火箭隆隆发射时,这一场景看来仍是平白无奇的。

约4分钟后,火箭第一节以及引擎脱落,火箭第二节继续发力,将火箭头推入轨道。又过了数秒,火箭顶端的外壳犹如发芽的豆子一样爆开,裂为两瓣,此次发射任务的核心、聚焦全球目光却神秘无比的X-37B轨道测试飞行器这才脱胎而出。

它看起来像是一艘迷你版的航天飞机,只有29英尺(约合8.8米)长。不同的是,首先,它是无人驾驶的,其次,它的主人不是NASA(美国国家航空和宇宙航行局),而是美国空军。

X-37B在太空的这一幕华丽现身,标志着美国国防部奋斗了近50年的梦想——一艘能以每秒8公里超高速在太空中飞行的军用航天飞机——成为了现实。当这一次最长9个月的太空巡演结束后,X-37B将经受着3000华氏度(约合1650℃)的超高温穿越大气层,最终以370公里/时的速度降落在加利福尼亚州某空军基地(很有可能是范登堡空军基地)的跑道上,成为全球首艘完成轨道飞行并全身而退的无人驾驶飞行器。

它为何这么小?

答:美国军方的要求

据美国空军快速能力部门负责人大卫·汉密尔顿介绍,这种设计是基于X-37B的娇小体型考虑。V形尾翼更加短小,更容易被放入作为整流装置的外壳内。另外,X-37B是无人驾驶的,诸如像航天飞机那种为飞行员配备的加压室以及补给品完全可忽略不计。

X-37B为什么这么小?这是军方的要求。“过去,不管你想向太空中运送什么东西,你都得声势浩大地发射一艘巨无霸的航天飞机上去。”美国空军前首席科学家马克·路易斯解释,“这就像人开车,根据需求开卡车或甲壳虫,不幸的是,我们以前没得选,只有卡车可以开。”

它为何这时候出现?

答:令人惊叹却是意料之中

虽是横空出世,X-37B进入公众视野的时机其实在意料之中。“我们淘汰了SR-71(编者注:即‘黑鸟’,美国空军高空高速侦察机,可飞至3万米高空,《变形金刚2》里那位老态龙钟的霸天虎老爷子),”华盛顿战略与国际研究中心太空政策专家文森特·萨巴西如是说,“我们的航天飞机即将退役。总得有什么补上这个空白吧。”

另外,加上冷战后相关经费的大幅缩减,X-37B也成为五角大楼唯一硕果仅存的战绩。“在过去10年,航天科技的发展基本是中断的,”前美国空军官员、现华盛顿IRIS独立研究中心主席丽贝卡·格兰特说,“希望X-37B能成为下一步行动的新起点。”

神秘

项目后期才成“绝密任务”

X-37B首飞具体要执行什么任务,美军方讳莫如深。《大众机械》不久前就此问题采访美国空军首席科学家沃纳·达姆,对方只轻描淡写地答了一句话:“不是啥很实用的东西。”就火速转换了话题。

美国空军公布的关于X-37B的资料仅有两页,内容枯燥晦涩模棱两可,只提及X-37B“将为美国空军展示一个可靠的、可重复使用的、无人驾驶的太空测试平台”。幸亏,神秘的X-37B项目是在后期才成为机密任务的,所以其设计细节仍可按此前规划的资料公之于众。

创新

个子小了,科技含金量高了

从发射到降落,X-37B应用了许多几乎从未使用过的先锋科技。

1.新推进器

航天飞机一般使用液压加载装置来驱动其机翼与尾翼上的控制系统,X-37B使用的机电作动系统更小更强有力。

2.新“外套”

航天飞机“穿”的是陶瓷瓦耐热“外套”,X-37B的机翼边缘以及最前端的耐热保护套使用的是另一种全新材料——NASA开发的复合材料,优势是塑形性能更佳。

3.新稳定装置

X-37B仅15英尺(约合4.6米)的翼展结构与航天飞机的庞大翼展结构形似神不似,后者内设一个巨型垂直稳定装置,前者为一个V型装置,配备两个方向升降舵(综合方向舵与升降机功能的装置)。

开拓史

五角大楼和NASA不懈钻研有关航天飞行器的科技多年,但唯一投入现实应用的只有航天飞机。不过,这过去多年的研究并没有白费,X-37B就是厚积薄发的重量级产物,而它被视为一个全新的起点,而非终极的目标。

◆1960s

X-20Dyna-Soar出品:美国空军类型:载人试验型航天飞行器

结局:该计划于1963年被取消

价值:为后代所有航天飞机雏形,尤其是其标志性的三角形机翼

◆1970s

X-24A/B出品:NASA,美国空军类型:载人测试型飞机价值:让航天飞机不用引擎着陆成为现实

航天飞机出品:NASA类型:载人航天飞机目标:成为可重复使用、用于传送或维修空间站的运输平台结局:发射成本高昂,2011年将退役

◆1980s

X-30出品:美国空军/NASA/DARPA(美国国防部高级研究计划局)

类型:载人航天飞机目标:使用超音速冲压喷射装置抵达轨道,无需火箭发射结局:20世纪90年代初期被取消

◆1990s

DC-XClipper出品:NASA/美国国防部类型:无人驾驶测试型飞行器目标:“一步登天”

结局:1996年一次试飞中,由于起落装置的压力失误问题,飞机从发射架上栽倒爆炸

◆2000s

X-37B出品:美国空军类型:无人驾驶轨道测试型飞行器

目标:五角大楼寄望其让打击任务升级至“轨道级别”成为现实,降落时具备自动控制能力结局:拭目以待

◆未来

太空巴士出品:英国布里斯托尔航天飞机

类型:载人太空运输工具目标:在飞行中的大型飞船上发射,一是减少发射准备时间,二是不受天气条件影响,三是降低成本。脱离母船后,飞机可用自身携带的推进器进入轨道

太空轰炸机出品:美国空军类型:无人驾驶全球打击轰炸机

目标:平时“潜伏”在轨道上,可随时对地面上的目标发动打击

(据美国《大众机械》)

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