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太空“幻影”:航天飞机中的小不点,美军X-37B是不是太空战机?,美国
2024-07-09 06:38:39
太空“幻影”:航天飞机中的小不点,美军X-37B是不是太空战机?,美国

自从人类有了意识开始,广(guang)阔的天(tian)空就(jiu)是人类渴望征服的领域。如今(jin)人类不仅(jin)仅(jin)征服了天(tian)空,而且也(ye)已经同时进军太(tai)空领域。1981年4月12日,人类首次(ci)正式发(fa)射(she)了"航天(tian)飞机"这(zhe)是一(yi)种(zhong)可以同时在太(tai)空和大气(qi)层内(nei)飞行(xing)的载人飞行(xing)器(qi)。历史上美国曾经总共制造了5架航天(tian)飞机,苏联在冷战时期也(ye)曾经制造了1架"暴风(feng)雪"号航天(tian)飞机。不过由于航天(tian)飞机技术复杂,使(shi)用危险,因此如今(jin)已经完全退出了航空航天(tian)的历史舞台。

航天(tian)飞机,冷战时期人类太(tai)空技术的象征,也(ye)是人类航天(tian)技术的巅峰

在航天(tian)飞机全部退役(yi)后,美国依然没(mei)有放弃研制空天(tian)飞机的设想,毕竟和一(yi)次(ci)性的运载火箭相比,可以多次(ci)重复使(shi)用的空天(tian)飞机显然更加经济实(shi)用。1999年7月,美国NASA正式立项开始研制本文的主角——X-37B型空天(tian)飞机。不过这(zhe)一(yi)计划从一(yi)开始就(jiu)并非是纯民用计划,而是兼具美国军方背景的一(yi)项半军事武器(qi)研究计划。舆论更是给X-37B起了一(yi)个形象的名称:"太(tai)空战斗机"。

X-37项目最早由NASA进行(xing)开发(fa),其原意就(jiu)是替(ti)代即将退役(yi)的航天(tian)飞机。而后项目被美军接收,为其蒙上神秘面(mian)纱

如今(jin),X-37B型空天(tian)飞机已经开始进行(xing)第六次(ci)试飞,而在此之前,这(zhe)架神秘的空天(tian)飞机曾经连(lian)续数年遨游太(tai)空,甚至还一(yi)度(du)神秘"消(xiao)失"。那么,这(zhe)架神秘的飞机到底从何(he)而来,又(you)将去(qu)向何(he)方,所有一(yi)切不但值得我们关注(zhu),同时美国对于太(tai)空军事化(hua)的野心,也(ye)值得我们警惕(ti)。

需求(qiu)的导向作用:美国开发(fa)全新空天(tian)飞机

从技术传承性上来说,X-37B实(shi)际上应该看(kan)作是航天(tian)飞机的下(xia)一(yi)代发(fa)展(zhan)型,或者直接叫做"第二代航天(tian)飞机"。因为其设计的基本理念和航天(tian)飞机类似,都是采(cai)用兼容大气(qi)层内(nei)外飞行(xing)的气(qi)动布局和设计模式,而且二者最初的研制目标都是相同的,就(jiu)是要实(shi)现(xian)同时在大气(qi)层内(nei)外的飞行(xing)。

人类太(tai)空技术的标志:苏联的和平号太(tai)空站和美国的航天(tian)飞机对接,也(ye)是太(tai)空非军事化(hua)的典范

从冷战时代开始,出于美苏争霸的考虑,美国和欧(ou)洲都不断加紧自身的航天(tian)项目发(fa)展(zhan)。特别是在苏联最著名的"和平"号轨道空间站发(fa)射(she)升(sheng)空并且正式投入使(shi)用后,美国发(fa)现(xian)自己在太(tai)空站的建设方面(mian)已经远远落后于当时的苏联,因此拉拢欧(ou)洲的北约盟国,共同出资兴建"阿尔法"国际空间站,这(zhe)也(ye)是现(xian)在国际间太(tai)空合作的最初形态。

不过在兴建"阿尔法"国际空间站时,由于需要向太(tai)空输(shu)送大量的人员设备以及补给物资,因此以美国为首的北约国家必须进行(xing)高(gao)密度(du)的火箭发(fa)射(she)。根据计算,如果(guo)所有物资都使(shi)用一(yi)次(ci)性运载火箭发(fa)射(she),则其总计发(fa)射(she)次(ci)数将会超过一(yi)千次(ci),而这(zhe)些火箭发(fa)射(she)的成本每年都将会高(gao)达上百(bai)亿美元(yuan)(注(zhu)意,这(zhe)是1985年的上百(bai)亿美元(yuan),而不是当今(jin)的上百(bai)亿——笔者注(zhu))。如此高(gao)昂的成本促使(shi)美国开始寻(xun)求(qiu)全新的廉价太(tai)空运输(shu)方案,而这(zhe)正是"空天(tian)飞机"项目最初产生的原动力。

建造巨(ju)大的太(tai)空站,需要把大量的各种(zhong)物资运往太(tai)空,而空天(tian)飞机显然比一(yi)次(ci)性火箭更有经济性优

1996年时美国NASA提出了Future-X计划,在这(zhe)个计划中,代号为"探险者"的小型无人空天(tian)飞机,正是后来正式定型的X-37B型空天(tian)飞机。从2010年4月开始,X-37B型无人空天(tian)飞机开始进行(xing)试飞活动。仅(jin)在2010年到2015年,X-37B型空天(tian)飞机总共进行(xing)了4次(ci)发(fa)射(she),而最后一(yi)次(ci),也(ye)就(jiu)是2015年5月进行(xing)的发(fa)射(she),期间完全处于保密状态,而X-37B在这(zhe)段时间内(nei),在太(tai)空中飞行(xing)时间超过2年时间,并且执行(xing)完全绝密的军方任务,这(zhe)引起了世界舆论的普遍关注(zhu)。

X37B的首飞任务始于2010年,由Atlas V火箭执行(xing),其整流罩经过改装,以适应X37B的大小

一(yi)直以来,"太(tai)空非军事化(hua)"是全球各国的普遍共识。即使(shi)在美苏冷战的最高(gao)峰,尽管双方都曾经考虑过在太(tai)空直接部署核(he)弹头,但是最终由于种(zhong)种(zhong)因素的牵制作用,太(tai)空反而保持了长期的非军事化(hua)环境。但是如今(jin)由于苏联解体,俄(e)罗(luo)斯国力衰弱,已经无法和美国对抗,为了持续巩固霸权(quan)地位,美国自21世纪以来,一(yi)直设法推进太(tai)空的军事化(hua)进程。

NASA早期替(ti)代航天(tian)飞机的方案,其大小并没(mei)有比原有的航天(tian)飞机小多少

所谓(wei)太(tai)空军事化(hua)的核(he)心,就(jiu)是在太(tai)空中部署各种(zhong)武器(qi),用于摧毁任何(he)敌(di)对国家或者潜(qian)在对手的航天(tian)器(qi),甚至直接杀伤对方的航天(tian)员。不仅(jin)如此,太(tai)空军事化(hua)的一(yi)个重要议题(ti)就(jiu)是在太(tai)空中部署战略核(he)弹头。和传统的陆基、海(hai)基战略核(he)导弹相比,核(he)弹头部署在太(tai)空中,经常从潜(qian)在对手头顶上仅(jin)仅(jin)500~1000千米远的地方掠过,其威慑力远远超过部署在1万千米以外的战略核(he)导弹。

根据测(ce)算,以美军的"三(san)叉戟II-D5"型潜(qian)射(she)战略核(he)导弹为例,该导弹有效射(she)程在11000~12000千米之间,如果(guo)从核(he)潜(qian)艇上发(fa)射(she)的话,导弹飞行(xing)1.1万千米命中目标,总共需要约半个小的时间,这(zhe)段时间足够对方的导弹预警系统发(fa)出警报,并且组织最低(di)程度(du)的疏散(san)撤离,而由于苏联早在1970年代就(jiu)已经研制成功并部署了代号为"橡(xiang)皮鞋套"的反导系统(俄(e)罗(luo)斯继承了这(zhe)一(yi)系统),所以飞行(xing)超过1万千米的"三(san)叉戟"导弹也(ye)有可能(neng)干脆就(jiu)直接遭到拦截。

早期的X-37B还尝试过这(zhe)种(zhong)奇葩的发(fa)射(she)方式,用以测(ce)试其无动力滑行(xing)姿(zi)态

这(zhe)种(zhong)奇怪(guai)的飞机被命名为“白色骑士”,可见其机身上的任务记录标,可窥见X37B的测(ce)试过程与结果(guo)

而如果(guo)美军在太(tai)空轨道上部署核(he)弹头的话,则美国的战略核(he)导弹可以在距离俄(e)罗(luo)斯首都莫斯科仅(jin)仅(jin)1000千米远的地方发(fa)射(she),相当于"三(san)叉戟"导弹飞行(xing)距离的十分之一(yi)不到,而且由于太(tai)空飞行(xing)物本身初始速度(du)就(jiu)要满足第一(yi)宇宙速度(du),也(ye)就(jiu)是7.9千米/秒,有这(zhe)一(yi)初始速度(du)加持,再加上地球引力加速度(du),核(he)弹头落地速度(du)将会超出现(xian)役(yi)所有的远程战略导弹,再加上飞行(xing)距离仅(jin)有传统战略核(he)导弹飞行(xing)路程的十分之一(yi)左右(you),因此一(yi)旦从太(tai)空轨道上发(fa)动核(he)打击,留给对方的反应时间通常不超过3分钟(zhong)。真正可以算得上是让敌(di)方毫无防备。

所谓(wei)相互毁灭的核(he)大战,大概就(jiu)是上面(mian)这(zhe)个样子(zi)

而且从太(tai)空中发(fa)射(she)核(he)弹对其他国家发(fa)动核(he)打击,从理论上说具备先发(fa)制人彻底消(xiao)灭一(yi)个国家全部核(he)武的可能(neng)。因为太(tai)空中的卫(wei)星可以有效监视(shi)任何(he)国家的陆基战略核(he)武器(qi)——无论是井式发(fa)射(she)还是车载机动发(fa)射(she),都可以被有效观测(ce),然后对其进行(xing)有针对的打击;同时海(hai)军在大洋上则可以跟踪和攻击对方的战略导弹核(he)潜(qian)艇。这(zhe)样,即使(shi)有1~2艘核(he)潜(qian)艇"死里逃生",其发(fa)动的核(he)报复也(ye)完全可以被NMD等导弹防御系统加以拦截。而且对于美国这(zhe)样国土面(mian)积同样广(guang)阔的国家而言,即使(shi)真的有十余枚核(he)弹落在其国土上,也(ye)不可能(neng)把美国"炸回到石器(qi)时代"。因此,太(tai)空的武器(qi)化(hua)显然对美国有巨(ju)大的战略优势。而这(zhe),也(ye)是美军积极推进X-37B项目的关键所在。

神秘的太(tai)空战机:X-37B

虽然是"空天(tian)飞机",但是X-37B无疑是目前尺寸最小且重量在最轻的"航天(tian)飞机"。该机全重只有大约5吨,长8.8米,高(gao)2.9米,翼展(zhan)为4.6米,体积尺寸相当于美国第一(yi)代航天(tian)飞机的四分之一(yi)。X-37B的外形看(kan)起来很像(xiang)著名的劳斯莱斯"幻影",而且有趣的是,二者的长度(du)刚好相同。而且更巧合的是,X-37B恰好是在波音的"幻影工厂"研制生产而来。

这(zhe)是波音X-40A测(ce)试的罕见图(tu)片,我们现(xian)在说的X37B就(jiu)是由此而来(比例120%放大)

执行(xing)任务成功返航的X-37B太(tai)空飞机,和旁边的工作人员一(yi)比,确实(shi)体积尺寸并不是很大

X-37B的发(fa)射(she)方式和美苏的第一(yi)代航天(tian)飞机有所不同。美苏的第一(yi)代航天(tian)飞机都采(cai)用了航天(tian)飞机自行(xing)捆绑一(yi)个大型外部燃料(liao)箱(xiang),然后在燃料(liao)箱(xiang)旁边再捆绑2个固体火箭助推器(qi)的设计。我们以往在美国发(fa)射(she)航天(tian)飞机时,伫立在发(fa)射(she)台中间的并非是一(yi)枚火箭,而是一(yi)个超大号的外挂燃料(liao)箱(xiang),航天(tian)飞机就(jiu)是依靠消(xiao)耗这(zhe)个燃料(liao)箱(xiang)的燃料(liao),才能(neng)够顺利升(sheng)空。同时燃料(liao)箱(xiang)两侧还分别捆绑1枚单级(ji)固体火箭助推器(qi),以增加航天(tian)飞机的起飞推力。X-37B由于尺寸小,所以它(ta)可以直接由运载火箭发(fa)射(she),只需要将其包裹在运载火箭头部的载荷舱内(nei)即可。在进入太(tai)空后,载荷舱整流罩分离,X-37B自行(xing)飞出载荷舱,启动后开始执行(xing)任务。

由于尺寸小,所以X-37B通常是整个装入火箭载荷整流罩内(nei),如上图(tu)

X-37B是太(tai)空飞机还是太(tai)空战机?这(zhe)个至今(jin)还在争论

实(shi)际上严格来说,X-37B并不能(neng)算真正的"空天(tian)飞机",而更准确的说法应该是"太(tai)空飞机"。这(zhe)是因为X-37B的尺寸过小,特别是机翼翼展(zhan)过小,在大气(qi)层内(nei)飞行(xing)时无法产生足够的升(sheng)力让飞机正常飞行(xing),而且由于飞机尺寸小,所以载荷极其有限,所以也(ye)不具备在大气(qi)层内(nei)长距离飞行(xing)的能(neng)力。该机在使(shi)用火箭成功发(fa)射(she)进入太(tai)空后,返回时只能(neng)依靠滑翔降(jiang)落,不具备自主飞行(xing)能(neng)力,不过由于该机体积尺寸小,而且是无人驾驶太(tai)空飞机,所以这(zhe)点缺陷并不算真正的"缺陷"。

图(tu)为在太(tai)空中拍摄的X37B执行(xing)任务,可见其货仓(cang)已打开,机械臂伸出测(ce)试

尽管尺寸体积不大,但是X-37B却有一(yi)个和第一(yi)代航天(tian)飞机类似的内(nei)置货舱,并且还有一(yi)条(tiao)专(zhuan)门的机械臂,可以用于抓取卫(wei)星或者是释放卫(wei)星。因此X-37B具备在战时快速补充卫(wei)星,同时捕获(huo)敌(di)方卫(wei)星的能(neng)力。据猜测(ce)货舱中如果(guo)不携带卫(wei)星的话,还可以用来携带核(he)弹头,也(ye)就(jiu)是笔者上面(mian)所述的直接从太(tai)空中对地表目标实(shi)施快速核(he)打击。而且2014年X-37B的第三(san)次(ci)试飞,就(jiu)是执行(xing)"绝密任务",这(zhe)架X-37B型太(tai)空飞机在太(tai)空中消(xiao)失了650多天(tian)。如果(guo)真的搭载核(he)弹头对任何(he)国家实(shi)施突袭的话,想必没(mei)有谁真的能(neng)挡(dang)住。

X-37B采(cai)用了美国第一(yi)代航天(tian)飞机一(yi)样的设计,带有大型内(nei)置货舱,并且有一(yi)台机械臂

除(chu)了上述这(zhe)些装备外,美国还在为X-37B研制全新的轻型激光武器(qi)。这(zhe)是由于太(tai)空中没(mei)有大气(qi),不存在风(feng)雨雷电等影响激光射(she)程和功率的自然气(qi)候现(xian)象。所以激光在太(tai)空中的威力不会削减,而射(she)程反而更远。如果(guo)美军为X-37B装备上激光武器(qi),则该机就(jiu)可以直接远程击毁敌(di)国卫(wei)星。一(yi)旦这(zhe)样的情况(kuang)发(fa)生,那将意味着(zhe)太(tai)空已经完全军事化(hua)。

反卫(wei)星、光能(neng)传输(shu),这(zhe)些都是在X37B上进行(xing)的秘密试验(yan)

目前美国正在为X-37B研制全新的离子(zi)火箭发(fa)动机。这(zhe)是一(yi)种(zhong)奇特的推进装置。因为我们传统意义上的化(hua)学火箭都需要消(xiao)耗能(neng)源并利用高(gao)速喷出的燃气(qi)产生反作用力推动火箭运行(xing),这(zhe)种(zhong)火箭通常称之为"功质火箭",意思是火箭发(fa)动机要做功,就(jiu)必须消(xiao)耗物质。而离子(zi)发(fa)动机则是一(yi)种(zhong)神奇的"无功质火箭",因为离子(zi)发(fa)动机是通过极高(gao)的电压给电子(zi)"充能(neng)"然后让电子(zi)高(gao)速从发(fa)动机中喷出,进而产生反作用力。而电子(zi)由于是自然界自然存在的,其过程非常类似于喷气(qi)式发(fa)动机,只不过离子(zi)发(fa)动机喷出的不是高(gao)速燃气(qi),而是高(gao)压电子(zi)。

美军研制的光伏射(she)频模块,可将光能(neng)转化(hua)为微波传输(shu),也(ye)可专(zhuan)为动力输(shu)出,美军或借此实(shi)现(xian)太(tai)空能(neng)量远距离传输(shu)

由于只消(xiao)耗能(neng)量,不消(xiao)耗物质,所以离子(zi)火箭发(fa)动机也(ye)被称为"无工质火箭",和上面(mian)的模块结合,就(jiu)能(neng)无限续航

相比于传统化(hua)学火箭发(fa)动机,离子(zi)发(fa)动机的推力非常小,所以通常情况(kuang)下(xia)都是使(shi)用化(hua)学火箭将航天(tian)器(qi)送入太(tai)空,然后再用离子(zi)发(fa)动机给航天(tian)不断加速。而离子(zi)发(fa)动机最大的特点在于——尽管推力小到可怜,但是离子(zi)发(fa)动机却可以无上限加速。因此,装备离子(zi)发(fa)动机的飞船(chuan)有望成为人类第一(yi)种(zhong)具备行(xing)星间飞行(xing)能(neng)力的飞船(chuan)。

一(yi)个有意思的细节:X37B的发(fa)动机喷口,不在正中,而是在右(you)侧。为何(he)这(zhe)样设计?还是不得而知(zhi)

有人计算过,采(cai)用化(hua)学火箭作为动力源的话,从地球到临近的火星,最短大约需要7个月;但是如果(guo)使(shi)用离子(zi)发(fa)动机火箭的话,仅(jin)需要2~4周时间。这(zhe)是因为离子(zi)火箭可以不停的加速,虽然最开始时很慢但是会随着(zhe)时间的推移,其速度(du)累积将会非常惊人。而这(zhe)种(zhong)离子(zi)发(fa)动机一(yi)旦装备在X-37B上,则该机将会完全实(shi)现(xian)1小时打遍全球的战术需要。

美军目前最神秘的X-37B飞机,有理由相信,"太(tai)空军事化(hua)"的始作俑者,就(jiu)是这(zhe)个看(kan)似玩具的东(dong)西

随着(zhe)X-37B的研制成功,并且连(lian)续长期太(tai)空部署来看(kan),美国正在稳步推进太(tai)空军事化(hua)的进程,而且目前的X-37B已经基本成熟,随时可以搭载美国空军的战略核(he)弹头,还可以搭载全新的激光武器(qi),并且安装离子(zi)火箭发(fa)动机。这(zhe)已经是赤裸(luo)裸(luo)的太(tai)空军事化(hua)进程,必须引起世界各国足够的重视(shi)和警惕(ti)。

X-37B细节图(tu)片,其隔(ge)热瓦排布十分整齐,做工优良(liang)

中国同类型发(fa)展(zhan)情况(kuang):“神龙”与离子(zi)发(fa)动机,我们都有

实(shi)际上我国早在本世纪初就(jiu)测(ce)试过中国版X-37B太(tai)空飞机。尽管外界信息(xi)很少,但是这(zhe)架被命名为"神龙"的空天(tian)飞机不但存在,而且还有过短暂的曝光。根据公开的消(xiao)息(xi),"神龙"已经完成了全部飞行(xing)测(ce)试,但是是否和X-37B一(yi)样进行(xing)过太(tai)空部署,目前尚不可知(zhi),不过就(jiu)整个项目的进展(zhan)而言,不上太(tai)空实(shi)在有些说不过去(qu)。

代号"神龙"的我国自研太(tai)空飞机,正在进行(xing)大气(qi)层内(nei)测(ce)试,应该为滑翔测(ce)试

根据网友猜测(ce)画出的“中国版”X-37B想象图(tu)

不仅(jin)是太(tai)空飞机,根据国外媒体的报道,实(shi)际上我国在离子(zi)发(fa)动机方面(mian)也(ye)处于世界领先地位。2018年1月时,俄(e)罗(luo)斯卫(wei)星通讯社曾经发(fa)文称,我国已经研制出全新一(yi)代的离子(zi)火箭发(fa)动机,这(zhe)种(zhong)新式火箭发(fa)动机的最大加速度(du)可达39千米/秒。结合我国目前正在制定的探索(suo)月球和火星的太(tai)空计划而言,西方国家普遍认为,我国将会是第一(yi)个开启有人驾驶飞船(chuan)探测(ce)火星的国家。而加大对于太(tai)空飞行(xing)器(qi)和飞行(xing)技术的广(guang)泛探索(suo),是对抗美国不断扩大的太(tai)空军事化(hua)进程唯一(yi)有效的方式,因为依照美国人的思维"打不赢的敌(di)人,就(jiu)是朋友"。

另外,中国离子(zi)火箭发(fa)动机也(ye)正在研制,2019年已获(huo)得突破

"国虽大,好战必亡,忘战必危!"这(zhe)是我们的老祖宗在2000多年前为我们留下(xia)的古训。即使(shi)在今(jin)天(tian),要想要确保自己的和平与安全,就(jiu)必须仗剑扶犁,止戈为武。

版权号:18172771662813
 
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