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空天飛機何時起飛?
中國網 | 時間:2006 年6 月29 日 | 文章來源:中國網綜合消息

1981年4月12日,美國第一架有人駕駛的太空梭“哥倫比亞號”升空飛行取得成功,實現了航太運輸系統部分部件可以重復使用的突破。此後,美國“挑戰者號”、“發現號”、“亞特蘭蒂斯號”和“奮進號”太空梭也相繼深空。 1988年11月15日,前蘇聯利用“能源號”運載火箭也把無人駕駛的“暴風雪號”太空梭送入太空,並自行安全地返回地面。太空梭的研製成功,開通了天地之間往返運輸之路,據介紹,其軌道飛行器可重復使用100次,火箭助推器可重復使用20次,這種太空梭能以馬赫數25的速度在兩小時之內從紐約飛至東京。太空梭的研製發射成功,是人類航太史上一次巨大的飛躍。

太空梭的問世,就以其在施放衛星、測天觀地、進行科學試驗和生産合成新的材料和藥物等方面的上佳表現而震驚於世。2000年3月美國太空梭成功地繪製了地球的三維地圖,再一次顯示出太空梭的作用。但是,太空梭也暴露出其不足。太空梭是由軌道器、固體火箭助推器和外儲燃料箱三大部分組成的,由於太空梭是豎立在發射架上垂直髮射的,又以軌道器繞軌道運作的方式在空間執行任務,最後以飛機的飛行方式降落地面,因此太空梭即需要龐大的發射架,還需要4000到5000名工作人員為發射服務,同時,還需要為太空梭降落準備很長的跑到。當太空梭進入軌道前,又必須把火箭助推器和外儲箱仍掉,這樣,就有約佔整個發射費用的42%被扔掉了,另外,太空梭發射準備時間很長,一個月只能飛行2次,因此,研製低成本的航太運載工具,一些航太國家為此投入了很大的精力。經過多年的研究這個問題終於有了結果。一種把航空飛機和太空梭結合在一起的飛機,即空天飛機的設想出現了。

設想中的空天飛機在大氣層中能像航空飛機那樣利用大氣層中的氧氣飛行,又能像太空梭那樣在大氣層以外利用自身攜帶的燃料和氧化劑飛行。

總的來看,目前的航空太空梭的設計與“協和”號飛機的設計是大體相似的。都有一段長長的、針一樣的“鼻子”;都有與飛機軸線成銳角安裝的後斜式三角冀;其發動機都隱藏在機身下面。這樣的設計形狀能幫助飛機很好地適應起飛和著陸時是每小時幾百千米,遠距離飛行時則是每小時幾千千米的幾種極端不同的速度。

目前,美國、德國、日本、英國等國家開發研製的空天飛機,大體上有兩種類型,一種是單級型,是把航空發動機和航太發動機裝在一個飛行器中,一種是雙級型,是把航空發動機和航太發動機分別裝在兩個飛行器中。

單級型空天飛機主要是以美國航空太空梭為典型代表。這種空天飛機在起飛和在大氣層中飛行時,用航空發動機,當速度達到15馬赫的時候,航太火箭啟動,當速度逐漸提高到25馬赫的時候,飛行高度已達6萬米,空天飛機就進入了地球上空的軌道了。

德國的“桑格爾”空天飛機是雙級型的典型代表。它是用大型運輸機來馱著裝有空天發動機的小型太空梭。當飛行高度達到30千米、速度為6馬赫時,兩者分離,運輸機返回地面,太空梭點火,以更高的速度繼續方向太空。

美國和德國目前正在研究的空天飛機是採用水準起飛、水準降落的工作模式,設計研究中的這種飛機與其他運載工具需自身攜帶燃料所不同的是,空天飛機自身只需攜帶氫氧,與大氣層中的氧氣混合燃燒産生推力,這種方法大大減輕了起飛重量,可以象飛機一樣方便的來往于天地之間,它既可以用作航太運載工具,也可以乙太空武器用於戰爭。可以相信,如果這種飛機研製成功,在給航太運載帶來一場革命的同時,可能給未來戰爭帶來一場災難。

五花八門的節能運載器。圍繞著節約發射費用,降低成本,未來將有多種運載工具問世。一些科學家正在試圖改變傳統的火箭助推器和主發動機提供動力把航太器送上太空的方法,別出心裁地用燃氣彈射器把航太器送入太空。用燃氣彈射器實現航太器彈射起飛,只消耗大量的壓縮空氣和汽油,遠比使用固體和液體火箭燃料經濟的多;近年來。日本科學家獨闢蹊徑,研究了用超導磁懸浮發射臺來發射太空梭,這種發射方式最大的優點是推力大、成本低、可重復使用;據報道,日本將建造的“航太母艦”將在太平洋上游戈,這艘“航太母艦”裝載著運載火箭,無論走到那裏,都可以發射火箭,大海,就是他們的發射場。這種發射方式最大的優勢是可以選擇在赤道附近發射,即節省燃料,又能獲得地球最大的自轉速度的功能,可以節省10%的發射費用。(來源:搜狐 作者:孫宏金)

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