中国空天飞机刚发射成功了吗(航天飞机发射多久对接)
原标题:中国空天飞机刚发射成功了吗(航天飞机发射多久对接)
导读:
进入21世纪以来,人类航天技术快速发展。从目前来看,航天工业皇冠上有两颗珍珠。一是以X-37B为代表的可重复使用有翼航天器。媒体朋友们习惯称之为空天飞机,另一种是以SpaceX的猎鹰9号火箭为代表的可重复使用运载火箭。长期以来,美国是这两条轨道上的唯一国家。直到三年前,我国可重复使用实验航天器成功首飞,彻
进入21世纪以来,人类航天技术快速发展。从目前来看,航天工业皇冠上有两颗珍珠。一是以X-37B为代表的可重复使用有翼航天器。媒体朋友们习惯称之为空天飞机,另一种是以SpaceX的猎鹰9号火箭为代表的可重复使用运载火箭。
长期以来,美国是这两条轨道上的唯一国家。直到三年前,我国可重复使用实验航天器成功首飞,彻底打破了其在该领域的技术垄断。
12月14日,新华社又发布了一篇总共只有一百字的新闻稿,报道我国可重复使用试验航天器由长征二号F运载火箭成功发射。
当天,美国原计划使用猎鹰重型火箭发射X-37B,但由于技术故障,最终从发射站撤出,工厂预计将推迟数周。
我国可重复使用实验航天器已成功实施3次发射任务。前两个是:
第一次:2020年9月4日发射,2020年9月6日返回,任务耗时1天多;
第二次:2022年8月5日发射,2023年5月8日返回,任务时间276天。
每次在轨任务的时间都越来越长,相信第三次飞行将取得又一次成功。
新闻稿虽然简短,但也包含了关键信息。例如,使用长征二号F火箭发射,意味着可重复使用试验航天器的发射重量在8.6吨以内,而且还可以独立返回预定着陆地点。
三年来,这艘绝密的可重复使用试验航天器从未被曝光过,但这并不妨碍它作为国家重要武器的战略价值。我们也可以从美国的X-37B身上一睹其风采。
虽然媒体朋友习惯将X-37B和可重复使用的测试航天器称为空天飞机,但这完全是一个误解。可以先看一下航天飞机和空天飞机的定义:
航天飞机是指利用助推火箭垂直起飞,然后发射轨道飞行器进行轨道导航,返回地面时滑翔着陆。它可以重复使用。
空天飞机是指能够在机场跑道上水平起降、可以在大气层内或大气层外飞行的飞行器。动力装置在大气层内采用吸气式发动机,在大气层外采用火箭发动机。
显然,虽然X-37B看起来像飞机,可以飞向太空,但它仍然需要依靠运载火箭垂直起飞进行助推发射。它只能在大气层中进行无动力滑翔飞行。这是典型的航天飞机。
可见,无论是X-37B还是可重复使用运载火箭,对于美国航天工业来说,都是半个多世纪以来持续投入的巨额技术资产存量的再开发成果。
航天飞机和空天飞机虽然定义不同,代表不同的技术水平,但它们都是空天飞行器,可以跨大气层内外的域飞行。它们的飞行特性离不开一个词,那就是高超音速飞行。
虽然X-37B占据领先地位,但美国在高超音速飞行领域的落后也很明显。各军种研制的高超音速导弹,无论是吸气式还是滑翔式,都屡屡失败。这与我国琳琅满目的各类高超音波装备形成了强烈的反差。
从DF-26的双锥滑翔制导战斗部,到DF-17的乘波战斗部,再到各型吸气式高超声速飞机研制的突破,我国毫无疑问已经成为世界高超声速装备领域的领先国家之一。走在梯队的最前列。
这一切都得益于科学的战略决策。早在20世纪90年代初,载人航天工程立项之前,国内有关院所和单位就载人航天和地球穿梭飞行器的选型进行了重大讨论。多个设计方案参与了评分和评选,包括各种带翼航天器,甚至还有更激进的两级轨道空天飞机方案。
在正式的评分和评估中,航天飞机计划获得了最高分,这与我们今天看到的神舟飞船计划完全不同。
然而,航天工程从来就不是一个纯粹的技术问题,因为它涉及到人力、物力、财力的掌控,是一个战略工程。正是基于这样的战略眼光,钱学森对载人飞船计划投下了关键一票。这就是今天的神舟载人飞船的诞生。
虽然基于战略考虑,载人飞船计划适合我国当时的基本国情,但这并不意味着航天飞机计划落后,相反。因此,在载人飞船计划关键投票投出后不久,钱学森再次向年轻一代航天员发出信息:航天事业的另一个重大发展就是空天飞机,特别是作为一种可以载人飞行的民用航空工具。半小时跨越2万公里,所以空天飞机应该是21世纪的一大发展。成就。 21世纪的中国人一定要在空天飞机上大显身手,这是国家大事!
航天飞机和空天飞机并不是完全不同的技术赛道。空天飞机的研制通常需要航天飞机技术的积累。也可以说,发展航天飞机是突破空天飞机研发瓶颈的必由之路。
媒体朋友也习惯称X-37B为空天战机,对其充满军事幻想。不过,就实际情况而言,X-37B确实撑不起这个称号。
比如,有人说X-37B可以进行轨道机动,捕获其他国家的航天器进行破坏。即使不能摧毁其他国家的航天器,它也可以对其他国家的航天器进行近距离侦察。
理论上,X-37B 可以做这些事情,但有些军用卫星更适合做这些事情。像X-37B这样的航天飞机,在进行轨道飞行时,有机翼、隔热瓦等结构自重。进行轨道机动飞行时,比同等功能的卫星需要消耗更多的燃料。而且它只擅长机动改变轨道高度,大范围改变轨道倾角的能力非常有限。
无论是X-37B还是我们可重复使用的实验航天器,其核心价值仍然在于技术验证,为未来发展真正的空天飞机开辟技术通道。
例如,带翼航天器返回地球时,其进入速度可达25马赫,几乎是歼20最高速度的12倍。在与大气的高速摩擦过程中,会形成高温等离子体鞘层,温度达到2000摄氏度以上,需要高性能绝缘材料来屏蔽和保护航天器。
我国在保温材料领域的技术水平已处于世界领先水平。最具代表性的就是三年前应用于新一代载人航天器试验船的轻质碳基微烧蚀隔热材料。这种材料可以承受3000摄氏度的高温烧蚀,能够胜任载人登月、载人登陆火星、载人登陆小行星等各种深空探测器的返回地球任务。
过去,再入航天器抵抗高温烧蚀的方式是在隔热材料上堆积尺寸和重量。例如,美国用于载人返回月球任务的猎户座载人飞船,发射重量为26.5吨,其中返回舱的重量为10.4吨,返回舱内部的生存空间为仅9立方米。
这是因为其保温材料性能落后,需要较大的侧壁倾斜角度。这也是猎户座飞船返回舱看起来较低,以减少返回舱侧壁的热防护压力,需要更大的侧壁倾斜角度的原因。直接压缩了返回舱内部的居住容积,而且它们的材质都比较笨重,让本来就局促的空间变得更加局促。
我国的轻质碳基微烧蚀耐热材料则完全不同。其材料密度极低,重量轻。此外,它还具有微烧蚀作用。也就是说,在消融过程中,只需要进行消融即可。一小部分材料就可以完成隔热和控温的任务。由于其优异的性能,我们的返回舱侧壁的倾斜角度非常小。
这样,首先从该结构中可以获得较大的返回舱内部容积。其次,由于优异的保温性能,只需要少量的保温材料即可完成保温任务,进一步释放了返回舱的内部容积。
因此,我国新一代载人飞船试验船返回舱比猎户座飞船返回舱轻了3吨,但其内部空间却高达13立方米,比猎户座飞船多了4立方米。国产轻质碳基微烧蚀耐热材料可以说已经对猎户座飞船、载人龙飞船、CST-100星际飞船形成了跨代领先。
这只是载人航天器的新一代隔热材料。我国还有另一种不方便透露的新型金属基隔热材料,已广泛应用于各类航天飞行器中。
除了隔热材料之外,还有新一代导引技术的应用。
嫦娥五号T1试验器、新一代载人飞船试验船、嫦娥五号探测器、天问一号探测器、神舟系列载人飞船等均采用了我国独有的自适应预测修正技术。制导技术。
自适应预测与修正制导技术的全称是全数字全系数自适应预测与修正制导。它可以根据航天器的飞行状态和当前的制导策略来预测飞行终点误差,并根据飞行过程中的误差和各自的约束条件,自动计算下一步的制导策略,直到航天器被准确引导到终点。飞行。
基于这项技术,三年前,新一代载人飞船试验船在三年前的首飞中就取得了10.8环的高精度着陆点成绩,最终着陆点正中靶心。事实上,借助这项技术,早先的嫦娥五号T1测试仪就已经在月地高速再入任务中创下了同类载人航天器降落伞开点精度的新纪录。此后,这项技术帮助天问一号着陆巡逻车高精度着陆在火星预选着陆区。
自适应预测修正制导技术可以说是万能的。其应用领域非常广泛,特别是对于航天飞行器的再入飞行。这就是为什么我们在短短三年内就能够一举与可重复使用实验航天器竞争。昔日世界最强选手之所以同台竞技。
除了目前已经应用的各种高科技产品外,为了尽快打通空天飞行器研发的技术通道,我们已经在做前瞻性的计划。有的甚至达到了技术研究的水平,正在快速接近工程应用的目标。
例如,适配腾云空天飞机的云龙联合动力发动机已完成原理样机研制,以及近期在央视大规模公开报道的JF-22高超音速风洞和爆震脉冲发动机。
除了高科技装备的研发布局,我还懂得如何将技术成果快速转化为战斗力,比如无剑八号高速无人机,可以实现大规模快速侦察,获得战场高价值情报,并为各种作战平台提供打击。导读,这款飞机实际上是航天飞机技术的衍生品,比如它的高速无动力返航和自主高速滚动着陆。
反观美国,在这些方面的语气始终很高,但最终落地的项目可以说是小菜一碟。
可以充满信心地说,人类第一架具有自主飞行进出大气层能力的空天飞机一定会在中国诞生。