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中國首次與美國同步推出新武器。 【文匯網訊】據21世紀網報道,5月4日,美國海軍學院副教授、中國問題專家安德魯·埃裡克森在《洞察中國》雜誌上發表文章稱,空天飛機時代已經來臨,而中美兩國是目前僅有的兩個積極參與者。這種帶有機翼的空天飛機在太空中是宇宙飛船,在大氣層裡是飛機,通常在跑道上著陸。目前,中國的空天飛機——「神龍」已經現身,未來中美可能會在空天飛機項目上展開激烈競賽。編譯此文,僅供讀者參考。
太空飛機種類多樣,包括能以5馬赫,甚至更高速度飛行的高超音速巡航飛行器(HCV)以及可重複使用飛行器(RLV)如主要設計用於運送人員往返軌道的航天飛機。
美國國防先進研究項目局剛發佈了有關2011年8月11日「獵鷹」HTV-2高超音速飛行器試飛的具體細節。該飛行器由洛克希德·馬丁公司製造,是國防先進研究項目局多年來為研發一個吸氣式平台所做努力的一部分。
雖然試飛獲得了寶貴的結果,並且HTV-2飛行器達到了計劃中的速度,但是受海洋影響,該飛行9分鐘後就結束了,沒有達到計劃的30分鐘。先前一次試飛是在2010年4月22日,也是提前結束了。目前,美國還未就未來的試飛計劃做出安排,這使得該計劃的後續發展很不確定。
2010年5月26日,從飛行中的B-52轟炸機下發射後,波音公司的X-51「乘波者」 高超聲速沖壓噴氣無人機展示機達到了5馬赫的自由飛行速度。該項目本來有著良好的前景,但在2011年6月13日的飛行中,出現了發動機故障。該項目由美國空軍、國防部先進研究項目局、美國國家航空和航天管理局、波音、普惠公司的聯合推動,由美國空軍理事會主管。
迄今為止,美國空天飛行器最成功的項目是波音的X-37軌道測試機,該機成功測試了三次,沒有出現故障。X-37B是一架垂直起飛、水平著陸的航天飛機,設計用於進行實驗,向太空發送衛星傳感器和相關技術,或反向操作,檢查和修理近地軌道上的衛星。這一項目以美國國家航空和航天管理局的X-37為設計基礎,借鑒國防部先進研究項目局的輸入,由美國空軍主管。2011年3月5日,在USA-226任務中,第二架X-37B軌道測試機從卡納維拉爾角發射進入近地軌道。第一次軌道任務開始於2010年4月22日,225天後,也就是2010年12月3日,在范登堡成功結束。第三次計劃於2012年秋季開始。現在,波音正在規劃更大的X-37C版本。
與此同時,在整個太平洋地區,中國進入空天飛機時代可能會比預測的更快。隨著中國自主研發速度加快,一種類似的、與軍事相關的空間飛行器似乎正在形成。
2011年初,陝西一家電視台宣佈「神龍」飛行器試飛消息的時間,距離美國X-37B軌道飛行器首次試飛後回到地球的時間不到1個月,並且幾乎是與中國殲-20戰機原型機試飛消息同時宣佈的。這反映出中國在航空航天領域技術熟練度不斷增加。
「神龍」試飛也反映美國首次公佈原型軍事系統與中國公開展示類型相似(可能能力不同或沒有立即投入使用)系統之間的時間差在不斷減小。在以往的航空航天研發項目中,中國公佈其相應武器系統,至少是在美國首次展示類似平台的15年之後。
這種情況表明,在空間行動的某些領域,中國可能會嘗試效仿美國,發展可提供戰略優勢的先進能力以及公佈特定研發行動,以促進國內愛國熱情,加強對外威懾。鑒於美國高度依賴天基指揮、控制、通信、計算機、情報、監視與偵察能力,因此,對中國空間平台的研發(如「神龍」空天飛機)有必要密切注意。
中國專門成立「近空飛行器研究院」
「神龍」未來更多的往返行動會通過機載傳感系統與部署微衛星的能力,極大地增強中國的天基C4ISR能力,通過其他傳感器系統增強太空態勢感知能力。空天飛機可以通過快速更改軌道來躲避跟蹤,偵察不同地區或迴避敵方的反衛星系統。
與「神龍」空天飛機計劃相關的英語和漢語數據資料都很稀少,該項目可能是利用了增程型巡航導彈的相關研發經驗,中國國防機構似乎也在進行高超音速巡航飛行器的概念設計工作。在2006年一次國際會議上,中國運載火箭技術研究院專家表示,可重複使用飛行器是未來太空運送系統的主要發展趨勢。
關於新一代長征運載火箭,這些專家提供了一個「可重複使用飛行器說明,包括發展目標、系統概念,以及關鍵技術成熟方法」。這些研究人員稱,中國運載火箭技術研究將會決定未來幾年內是否會研發一款可重複使用飛行器,並且可能會從「兩個系統架構」之間選擇,這兩種系統都包含「垂直起飛、水平著陸、二級入軌和部分可重複使用」的特點。
一個中國研究項目概述了倣傚和模擬一款航程在1000到2000公里之間、以超音速沖壓噴氣發動機為動力裝置的飛行器在25到30公里高度、以6馬赫速度飛向目標的結果。前美國國防部官員石明凱(Mark Stokes)稱,位於四川綿陽的中國空氣動力研究與發展中心可能正在進行超音速沖壓噴氣發動機試驗。另一項研究以採取跳躍彈道、飛行高度在30至60公里之間的高超音速巡航飛行器為主。除了研究最佳設計方法並解決特定制導、導航和控制問題外,中國航空航天工程師還一直在對渦輪火箭推進系統、結合渦輪噴氣機和火箭發動機成分的進氣系統進行基本研究。模擬驗證了一種速度最高可達4馬赫、最高飛行高度為11公里的設計方案。
具體就「神龍」空天飛機而言,中國消息人士稱該飛機屬於國家高技術研究發展計劃(863計劃),中國解放軍視該系統為重點研發項目。2006年10月,中國航天科技集團公司展示了一款衛星運載火箭三級固體推進劑飛行器模型。該模型擁有一對小型三角翼,與美國「飛馬座」衛星運載火箭相似。據英國《簡氏防務週刊》稱,成都飛機公司611所領導了「神龍」的設計和試驗。簡氏還認為,南京航空航天在學、西北大學和哈爾濱理工大學提供了幫助。
如今,中國航天科技集團公司第一研究院成立了一個新機構,即近空飛行器研究院,致力於高超音速巡航飛行器設計。先前曾是一款重要固體燃料彈道導彈系統首席設計師的包為民,擔任該公司第一研究院科委主任、解放軍總裝備部精確制導專業組副組長。
據石明凱和美國傳統基金會專家成斌稱,「這類專門研究院(注重單一能力)的建立表明了中國高級官員和軍事領導人對於新一代遠程精確打擊飛行器的重視。」
「神龍」空天飛機體積似乎小於美國的X-37B空天戰機——至少從當前可觀察到的外形來看是這樣的。當前尚未有任何中國消息人士透露「神龍」的精確數據。基於可得到的照片,估計機身高約1米,長5-6米。就這點而言,它可能僅是X-37B空天戰機體積的1/3左右。相比之下,簡氏估計的「神龍」規格相對大一些:機身高1.1米,長12.0米,翼展4.0 米,儘管這樣的規格更接近於另一種三段式空射運載火箭。這種差異可能是由一些不同因素造成的。
事實上,美國有三個不同的高超音速巡航飛行器計劃,這顯示了多個計劃存在的可能性與中國靈感的直接來源。不管怎樣,從轟-6轟炸機有能力通過特製的外掛架將「神龍」搭載在機身下可以部分體現出「神龍」飛機體積較小的事實。從所謂「神龍」空天飛機原型機的照片可以看出,該原型機外形明顯類似於縮小版的美國空天戰機X-37B。
簡氏稱「神龍」空天飛機或許配備有慣性導航系統/全球定位系統。據說,它將搭載在轟-6轟炸機上從10千米的高度發射出去。點火後,第一階段的發動機將在8分鐘內將重達13噸的「神龍」空天飛機送上490千米的高空,接下來,飛機進行第二次點火,上升到600千米的高空。在第三階段將繼續加速,之後將一顆重50千克的衛星送入太陽同步軌道,最終返回地面。
「未來天軍」並不遙遠
「神龍」似乎是(至少是)一個技術發展/驗證計劃。中國空天飛機項目成功有兩個重要戰略意義。
第一,在廣泛的層面上,它將意味著中國空天項目已經向「具備製造航天飛機能力」又邁進了一步。在一篇相關報道中,進一步試飛或更大尺寸的「神龍」空天飛機擁有X-37B式的機動性時,會強烈顯示中國「指揮、控制太空設施」系統已經擁有了更好的性能,對軍用與民用太空行動擁有同樣的意義。當前,「神龍」歸哪個機構控制尚不確定,中央軍事委員會總裝備部、解放軍空軍或是「力求控制可操作的太空設施」的二炮都有可能——甚至有中國學者認為,應成立獨立的「天軍」來管理它。這並不奇怪,如同美國軍事專家凱文·波爾彼特說過的那樣,與解放軍有關的學者已經將空天飛機發展當作空軍應該控制太空行動的另一個理由了。
第二,空天飛機擁有一系列常規發射器不具備的能力。它們可重複使用,負載也可根據任務而改變。這些特點帶來了多用性,或許還可以節省一部分資金,尤其是執行偵察任務時。用於將空天飛機送入軌道的火箭助推器可能需要1.5-2億美元。
空天飛機的成本還包括飛機本身成本(擁有堅固的結構與防護層),大量的飛行後整修、整合成本,駕駛該飛機可能的人力成本、負載成本及回收成本。相對於一次性火箭,用空天飛機發射一個相對較小的衛星或許不會節約大量成本,但這是中國規劃者們希望擁有的一個「有效選擇」。
「神龍」未來更多的往返行動會通過機載傳感系統與部署微衛星的能力,極大地增強中國的天基C4ISR能力,通過其他傳感器系統增強太空態勢感知能力。空天飛機可以通過快速更改軌道來躲避跟蹤,偵察不同地區或迴避敵方的反衛星系統。據說,X-37B在首飛時曾經變軌,讓外行的觀測者們迷惑了好多天,直至該飛機出現在新的軌道路線上。
最後,空天飛機以地面作為基地,這可能允許它避開「限制在太空部署武器」的國際條約,增強它作為潛在反衛星平台的可能性。很多中國學者將X-37計劃視為美國決心發展反衛星武器能力、參與太空軍備競賽的證據。同時,在石明凱與成斌看來,中國反太空計劃似乎類似於應對美國先進遠程精確打擊能力的措施(如動能殺傷飛行器,正如在2007年1月11日的反衛星測試與2010年1月11日的導彈防禦測試中所展示的那樣)。美國上述打擊能力需經過太空並有望於2025年具備,可能包括獵鷹高超音速飛行器、X-37B飛機與X-51A飛行器。 |