轰20不香了？我国亚轨道运载器成功首飞！空天飞机超越美国X37B！ 2021-
轰20不香了？我国亚轨道运载器成功首飞！空天飞机超越美国X37B！
2021-07-17 22:23 细说科技原创作者
导语：鉴于本文提到的“空天飞机”相关技术较为复杂，为便于大家理解，本文篇幅较长，但干货满满，请耐心阅读。
7月17日，新华社公开报道称我国的亚轨道重复使用演示验证项目运载器成功在阿拉善盟着陆，试验取得圆满成功！消息一出，很多懂技术的网友十分骄傲自豪！有网友询问细节，中国军工抖音号直接回应称“过于先进，不便展示”！
济南时报提供的本次发射模拟动画的截图
很多人可能还没意识到这东西究竟有多厉害？
这个装备的意义比众人期盼的轰20战略隐身轰炸机还要重要！毕竟轰20再厉害也只是属于技术追赶美国的装备而已，而这个装备则是超越美国的装备！今后运载器很容易衍生出次轨轰炸机，1小时打遍全球！
官方媒体环球网相关报道的配图是这么描述的：该任务属原创性、引领性科技攻关项目。
中国军工抖音号发布的消息
什么意思呢？
所谓“原创性”就是之前别人从来没做过的，我们率先做出来了！“引领性”就更牛逼了，意思是做出来的这东西领先全世界同行！用通俗易懂的话来讲就是这东西是中国人首先创造出来，并且性能领先全世界！
这么说，很多人还是一头雾水，那就从原理上分析对比，让大家有个直观的印象。
1、美国X37B空天飞行器是未来空天飞机的上面级，目前已具备独立太空战能力。
在空天领域，美国同行研制出来的最牛逼装备就是大名鼎鼎的“X37B”，号称能够破坏空间站、卫星、能携带多枚核弹，总之就是妥妥的初级版太空战斗机！
X37B空天飞行器也被称为“空天战斗机”，是美国波音公司研制的无人且可重复使用的太空飞机。该机由火箭发射进入太空，是第一架既能在地球卫星轨道上飞行、又能进入大气层的航空器，同时，结束任务后还能自动返回地面，被认为是未来太空战斗机的雏形。其最高速度能达到音速的25倍以上，常规军用雷达技术无法捕捉。
返回地面的X37B
由于自带动力，可灵活变轨，反卫星导弹也拿它没有办法，但它却可以实实在在威胁别人，甚至可以通过自带机械臂将别人的卫星放进自己的“肚子”里，然后偷回地面研究。战时也可以携带几颗核弹在太空中“巡逻待命”，随时可以对敌方发起致命打击，攻其不备。
今年5月22日，俄罗斯军工企业金刚石-安泰公司总经理扬·诺维科夫在接受媒体采访时就公开表示，美国X37B具备携带核弹的能力，而且一次能够携带6颗。
然而，X37B缺陷也很大，现在最大的问题就是依然采用传统运载火箭垂直发射，发射前准备时间太长，需要垂直发射架，无法灵活部署，且运载火箭只能一次性使用或者仅能多次使用，发射成本依然太高。下一步美国还需要发展出可重复使用的亚轨道运载器。没错，就是7月16日我国刚刚首飞成功的这种神器！
2、我国的“红色X37B”进度落后美国10年，但我国空天飞机进展已经遥遥领先美国。
2010年4月，美国X37B成功首次发射升空，而我国与之相对的“神龙”空天飞行器首飞时间则晚了约10年。
中国版“红色X37B”——“神龙”空天飞行器
在多年前，国内网络就曝光了一款代号为神龙的神秘航天器，神龙设计类似X37B，当时这款国产航天器被发现由轰6系列挂载试验。去年9月4日，据新华社、环球时报的报道，我国用长征2号F型火箭成功发射了一款国产可重复使用试验航天器。这款神秘的航天器极有可能和美国的X37B类似，是中国的未来空天战斗机雏形，也就是我国研制的“红色X37B”——“神龙”空天飞行器。
业界认为的“神龙”空天飞行器首飞的新闻报道
然而，又有谁能想到，仅仅过去不到1年时间，我国的空天飞机研制进展就反超美国，而且是大幅度反超美国？
目前中美两国在空天飞机的研制计划大体相同，都可以分为3个阶段。
第一阶段：以传统火箭垂直发射，将轨道器（例如X37B）直接送入近地轨道。
其中，成本占大头的传统火箭无法回收，全程只有轨道器可重复使用，由于成本太高，承受不起频繁发射，且发射前准备时间太长，运用领域限制太多。
采用传统火箭发射，正在组装的X37B
二阶段：采用亚轨道重复使用运载器垂直发射，在距离地面100公里以上的亚轨道释放轨道器，紧接着轨道器利用自身动力继续加速，进入预定轨道，与此同时，亚轨道重复使用运载器利用自身动力水平降落在地面预定机场。
天地往返可重复使用运输系统飞行全程示意图
其中的亚轨道重复使用运载器的动力一般采用火箭发动机。这种发射方式优点是轨道器和运载器都可回收，全程最大的成本就是燃料成本以及回收后的检修成本，总成本相比第一种来说大大降低。然而，由于需要垂直发射，准备时间较长，其发射地点也相对固定，战时非常容易被敌方第一时间摧毁导致无法顺利发射。因此，这个阶段仍然满足不了太空战斗机的基本需求。
三阶段：采用亚轨道重复使用运载器水平发射，将轨道器以接近第一宇宙速度送入100公里以上的亚轨道，紧接着轨道器依靠依靠自身动力继续加速入轨，与此同时，亚轨道重复使用运载器利用自身动力水平降落在地面预定机场。
其中的亚轨道重复使用运载器的采用的是组合循环发动机。主要有三种组合方式：由火箭发动机与冲压发动机组合的火箭基组合发动机（RBCC），由涡轮喷气发动机与冲压发动机组合的涡轮基组合发动机（TBCC），由涡轮喷气发动机、冲压发动机、火箭发动机三者组合的吸气式火箭发动机（SABRE）。这三种发动机研制难度依次递增。
官方公布的“腾云”空天飞机模型
这种发射方式优点也是轨道器和运载器都可重复使用，全过程最大的成本也同样是燃料成本以及回收后的检修成本，总成本相比第一种来说也同样大大降低。除此之外，这种方式相比垂直发射方式来说还有一个优点就是发射前准备时间较短，无需垂直发射架，可在机场水平起飞，部署更加灵活。
据了解，目前美国制造出了轨道飞行器，也就是大家熟知的X37B。这东西还是当年航天飞机的副产物，只是相当于航天飞机升级浓缩版而已。至于用来运送X37B水平起降的亚轨道可重复使用运载器，目前还没有相关报道。我国的轨道飞行器之所以落后于美国，主要是因为我国从未造出航天飞机，研制“红色X37B”需要从零开始，工作量比美国大很多。
对比发现，美国的空天飞机只是进行到第一阶段，而我国第二阶段试验已经接近完成了（就差运载器和轨道器组合试飞）！
一架完整的空天飞机由运载器和轨道飞行器（空天飞行器）组成。飞行全程分为3个阶段，第一阶段，启动运载器初级发动机，将运载器加速到预定速度后，再启动次级发动机，继续加速至高超音速状态，然后飞到大气层边缘。第二阶段，在大气层边缘预定高度、飞行速度实施分离，随即轨道飞行器发动机点火，将轨道飞行器继续加速，并最终将其送入预定轨道。第三阶段，在预定位置启动姿态调整发动机，让轨道飞行器以预定姿态重返地球大气层，最终在预定地点着陆。
此次亚轨道重复使用演示验证项目运载器成功着陆就意味着我国空天飞机已经攻克了所有核心技术难题！也就是说美国X37B能干的事，我国现在也能干，而且干得更好！
最让人兴奋的是，我国的空天飞机已经进展到第三阶段！
2018年9月，官方媒体报道称，由我国自主研制的涡轮基冲压动力（TBCC）已经实现了组合发动机模态转换国内首次飞行验证。
2019年初，某官方媒体报道，我国航天科工集团北京动力机械研究所独创的吸气式组合动力方案——涡轮辅助火箭增强冲压组合循环发动机已于去年底完成该发动机的首次原理样机验证，成功的进行了点火和模式转换！这是一种比“TBCC”更加先进的革命性新型火箭发动机，也称为吸气式火箭发动机（SABRE），可让空天飞机实现单级入轨！
2019年10月底，我国航天空气动力技术研究院（航天科技集团十一研究院）又宣布了一个重磅消息，该院第一研究所圆满完成两级入轨空天飞行器风洞自由分离试验，两级并联飞行器成功分离，为未来两级入轨空天飞行器的研制提供了技术道路探索！
两级入轨空天飞行器风洞自由分离试验
西方发达国家阵营中英国进展最快，但其研制的“佩刀”发动机也只是在2019年取得关键技术突破，计划于今年完成核心机整机制造，可谓起了个大早，赶了个晚集！美国则计划于2025年进行首次涡轮基冲压动力（TBCC）飞行试验。
为何我国在空天飞机方面的进展能够后来居上，大幅度反超美国呢？
原因在于，我国的高超音速风洞技术领先美国。
我国自主研制的的超级风洞（领先世界）
以高超音速导弹为例，我国的东风17高超音速导弹已经列装部队几年了，而美国的同类导弹至今都还没造出来。原因就在于美国暂时无法像我国那样，进行持续时间足够长的高超音速模拟测试。这种测试需要60～70毫秒，外国同类风洞只能做30毫秒，我国的JF12激波风洞却能做到100毫秒。
想要造出空天飞机，首先就要在高超音速风洞中模拟高超音速飞行状态，根据测试数据对飞行器做针对性热冲击防御措施，还要能够控制姿态，确保在高超音速状态下正常分离。说到分离技术，很多人以为很简单，实际则恰恰相反！在超高速气流冲击下，如果不能以正确姿态分离，瞬间就会被吹散，或者直接被空气摩擦产生的超高温烧毁！
目前空天飞机涉及的“运载器”、“轨道器”和“两级分离技术”我国均已掌握，接下来的任务就是造出原型机，而美国不知道猴年马月才能做到这些。
此前在湖北武汉召开的中国国际商业航天高峰论坛上，官方透露“五云一车”项目已取得阶段性进展，“腾云”项目将于2030年完成二级入轨技术验证飞行，也就是说，还剩不到10年的时间，我们就能看到它的雏形，有了雏形后，发展成真正实用的空天飞机和亚轨道轰炸机，就能很快地实现。
显然，我国的空天飞机已经遥遥领先美国了！
特别声
