-
石豪:空天飛機、高音速武器或太空戰(zhàn)斗機?別再迷信美國X-37B了
迄今為止,X-37B總共執(zhí)行了6次任務,全部是軌道飛行任務,時長從半年到兩年不等。從X-37B的別稱“軌道測試飛行器”(Orbital Test Vehicle, OTV)也能看出端倪——X-37B是為軌道飛行準備的,而非臨近空間高超音速飛行。
最后,從波音X-37B的總工程師Arthur Grantz于2011年發(fā)表的文章來看,X-37B及其原型機的設計初衷,是由于航天飛機的軌道飛行時間只有10天左右,無法完成許多需要長時間留軌并返回地面的試驗。隨著航天飛機退役,聯(lián)盟號飛船在搭載宇航員后的額外運載能力有限,這種能力缺口變得尤為明顯。
在X-37B的設計中,研究人員也將其與航天飛機,而不是高超音速飛行器對比:
X-37B是一種很好的熱防護驗證平臺 | 圖片來源:Arthur Grantz@Boeing
因此可以說,X-37B確實不是一種高超音速武器。
問:X-37B真是太空戰(zhàn)斗機嗎?
要回答這個問題,我們先要看一看太空戰(zhàn)斗機與大氣層內(nèi)戰(zhàn)斗機的區(qū)別。
說起戰(zhàn)斗機,我們首先想到的,可能是殲-20或者F-22這樣的飛機,它們擁有卓越的氣動設計,澎湃的動力,先進的飛控,強大的雷達,還能夠像鬼魅般在敵方雷達體系中潛行。
F-22戰(zhàn)斗機 | 圖片來源:Rob Shenk
這樣的戰(zhàn)斗機,能夠輕易改變自己的飛行軌跡和飛行姿態(tài),在戰(zhàn)斗中搶占先機。
但太空戰(zhàn),是一個完全不同的領域。
在地球軌道上,任何物體的軌道都可以大體看做與地球引力中心的“二體問題”,會有各種小擾動,但是大差不差。航天器的地球軌道可以用六個軌道根數(shù)完全表征,又叫軌道六要素。
圖片來源:彭成榮@中國空間技術研究院
看起來很復雜,其實對太空戰(zhàn)斗機來說,核心只有一個:太空作戰(zhàn)有自己的軌道,活動范圍在幾千到幾萬千米,想要改變軌道就要付出很大的代價。
與此相比,大氣層內(nèi)戰(zhàn)斗機的活動范圍只有幾十到幾百千米,還可以充分利用大氣層產(chǎn)生升力。
大氣層內(nèi)戰(zhàn)斗機是戰(zhàn)術武器,而太空戰(zhàn)斗機的活動范圍,是戰(zhàn)略級別的。
自由是要付出代價的。
物理定律將太空戰(zhàn)斗機自由機動、自由改變每一個軌道根數(shù)的代價都標好了價格。
這個價格就是ΔV——速度增量。每一次獲得速度增量,都會根據(jù)太空戰(zhàn)斗機的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為推進劑消耗,并最終累加到發(fā)射成本上。
對于改變軌道高度,改變在軌道面內(nèi)位置等常規(guī)操作而言,太空戰(zhàn)斗機和普通衛(wèi)星并沒有差別。
而對于改變軌道面與地球赤道面夾角——軌道傾角,則需要很大的速度增量,只能在大氣層外飛行的普通衛(wèi)星就要消耗巨量的推進劑。
也許太空戰(zhàn)斗機可以飛入大氣層,巧妙利用大氣阻力完成軌道傾角的轉(zhuǎn)變?
我國科學家曾經(jīng)專門對此進行了模擬仿真,用的就是X-37B的氣動模型。
圖片來源:左光(等)@北京空間技術研制試驗中心
結果,大氣變軌所需的速度增量反而比普通衛(wèi)星還多。
圖片來源:左光(等)@北京空間技術研制試驗中心
當然,根據(jù)美國的文獻,在傾角改變量大于10度時,氣動變軌是可以優(yōu)于傳統(tǒng)衛(wèi)星的沖量變軌的。
圖片來源:Anil V. Rao(等)@University of Florida
但仔細一看,氣動變軌所需的速度增量依然在1000m/s以上,這對于X-37B的小身板來說,實在是太難為它了。
-
本文僅代表作者個人觀點。
- 責任編輯: 朱敏潔 
-
中科院核所集體離職事件新進展:涉事所長新添重要職務
2020-09-12 08:46 -
焦點訪談:值得被夸!這些集體獲得了國家級榮譽
2020-09-12 08:43 新冠肺炎抗疫戰(zhàn) -
談科技創(chuàng)新,習近平這些話催人奮進
2020-09-12 08:40 新時代新氣象新作為 -
增強這個第一動力 習近平對科技工作者寄予厚望
2020-09-12 08:34 新時代新氣象新作為 -
李強今天調(diào)研上汽集團,勉勵這家龍頭企業(yè)奮發(fā)有為、闖出新路!
2020-09-11 22:48 上海觀察 -
賈躍亭被終身禁入證券市場
2020-09-11 22:29 大公司 -
-
培養(yǎng)社會主義建設者和接班人 習近平心系青年未來
2020-09-11 21:33 新時代新氣象新作為 -
【央視快評】把建設現(xiàn)代流通體系作為一項重要戰(zhàn)略任務來抓
2020-09-11 21:29 新時代新氣象新作為 -
趙立堅:不浪費時間反駁蓬佩奧了,周末讓大家有個好心情
2020-09-11 20:53 中美關系 -
15式輕型坦克發(fā)動機總設計師劉福水去世
2020-09-11 20:17 -
邢臺通報“未成年少女疑被性侵”:8月已破案,嫌犯均未成年
2020-09-11 19:31 依法治國 -
杜特爾特會見魏鳳和:共同實現(xiàn)南海長久和平與穩(wěn)定
2020-09-11 19:29 南海局勢 -
習近平主持召開科學家座談會
2020-09-11 19:12 觀察者頭條 -
文旅部提醒暫勿前往捷克旅游
2020-09-11 18:52 -
中方對等限制,包括美駐香港總領館!
2020-09-11 18:43 中美關系 -
微軟稱中國黑客網(wǎng)絡攻擊美國大選,外交部:沒興趣也無意干涉
2020-09-11 17:23 美國大選 -
致36死36傷的無錫“9·28”交通事故調(diào)查報告公布
2020-09-11 17:16 安全生產(chǎn) -
王金平將率團出席第十二屆海峽論壇,國臺辦回應
2020-09-11 17:09 兩岸關系 -
北京允許外商投資國內(nèi)VPN
2020-09-11 16:51
相關推薦 -
卡塔爾送大禮引爭議,特朗普:免費的也罵? 評論 155何立峰:中美達成重要共識 評論 306“中國猛龍首露利爪,實戰(zhàn)證明自身價值” 評論 258印巴的“火”停了,但水呢? 評論 124最新聞 Hot
-
中美日內(nèi)瓦經(jīng)貿(mào)會談聯(lián)合聲明
-
中方嚴管稀土出口,印度也“慌了”
-
“他有望在獄中贏得市長選舉”
-
石破茂再強硬表態(tài):美國,還不降
-
美方吹風會:中美都不想“脫鉤”,同意稅率下調(diào)115%
-
卡塔爾送大禮引爭議,特朗普:免費的也罵?
-
美國小企業(yè)苦苦掙扎:利潤蒸發(fā)甚至變?yōu)樨摂?shù),最糟的時刻還未到來
-
特朗普施壓后,澤連斯基表態(tài):我去土耳其等普京
-
日車企利潤暴跌超20%,“與中國競爭加劇”
-
中美會談結束后,美國股指期貨應聲上漲
-
“特朗普夜不能寐,搞定全球問題比想象難得多”
-
靠岸中國貨船數(shù)“歸零”,美西港口官員驚到了
-
“出軌女下屬”,英國海軍一把手被免職
-
“聽加州的,否則美國最大經(jīng)濟體地位不?!?/a>
-
流浪53年后,蘇聯(lián)金星探測器墜落地球
-
伊朗官員:美國不真誠,一開始就設陷阱
-