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w*********g 发帖数: 30882 | 1 美媒:中国发展“神龙”空天飞机,空间技术快速赶超美国
2012-8-30 10:07 作者:长风
2012年8月26日,美国“洞察中国”网站刊登题为《空天飞机发展引领中美空间竞
争》(Spaceplane Development Becomes a New Dimension of Emerging U.S.-China
Space Competition)的文章,介绍了中国“神龙”空天飞机的发展现状、作战运用和
存在问题。现将文章主要内容编译如下:
目前,中国正在多个领域努力地从事极超音速飞行器研究计划,虽然关于中国 “
神龙”空天飞机的英文和中文资料都很稀少,但是美国从中国四个主要的研究中心了解
了发展成果。一是中国空气动力研究与发展中心(CARDC),位于四川绵阳的总装备部
试验基地。二是第10研究所(近空间飞行器研究所),隶属于运载火箭技术研究院(
CALT),或中国航天科技集团(CASC)第1研究院。三是中国空间技术研究院(CAST);
四是611研究所,隶属于中国航天工业集团成都航天集团。
-
虽然中国的增程巡航导弹试射非常成功,但是中国仍致力于极超音速巡航飞行器(
HCV),许多中国研究员在这个问题上发表了太多研究报告。2006年的国际研讨会期间
,中国运载火箭技术研究院的研究员宣称可重复发射运载工具(RLV)是空间运载系统
的主流。对于新一代“长征”运载火箭,他们提供了一个RLV路线图,包括发展目标、
系统概念和突破关键技术的方法步骤。
研究人员声明运载火箭技术研究院(CALT)将决定未来是否发展RLV,可能在“两
种系统结构”间进行选择,每种都能够垂直发射、水平着陆、两极入轨、部分可再利用
。一份中国研究报告描绘了对射程1000至2000公里的超音速喷射动力运载工具建模和模
拟的成效,设计飞行高度在25至30公里之间,时速达到6马赫。为二炮部队服务的其他
可重复发射运载工具的研究也在运载火箭技术研究院进行着。
中国空气动力研究与发展中心是总装备部的重要国家级风洞试验基地,一套风洞试
验设备就可以支持设计团队,超音速喷射引擎试验可能已经在那里启动。一项关于极超
音速巡航飞行器的研究采用空中发射技术将火箭发射到30至60公里的高度。为了寻求制
导、飞行和控制的最佳设计方案,中国宇航工程师们也已经开始吸气式涡轮火箭发动机
(ATR)推进系统的研究工作,这种吸气式系统兼具涡轮喷气飞机和火箭引擎的特性,一
个时速4马赫、高度11公里的设计模型正在试验之中。
就“神龙”而言,中国方面称其是863国家高技术研究发展计划的一部分,是中国
人民解放军优先发展的系统。863计划始于1986年3月,是由国家领导的军民两用高科技
发展计划,对于中国的长远战略安全和经济发展具有重要意义。自从中国颁布1957至
1967科技发展长远规划,中国的高层领导人就一直参与科技工作,就是在这个阶段中国
研发了“两弹一星”。2006年,中国制订了2006至2020年中远期科技发展规划(MLP)
,明确指出“神龙”是863—706计划的重要组成部分。
2006至2020年中远期科技发展规划包括863的一些项目,也有生物工程这样提升国
家核心科技能力的新项目,反映了中国科技发展优先的战略。中国科技部(MOST)也设
立了优先发展的16项国家科技重大专项项目(National Science and Technology Mega
-Projects),其中有3个项目没有公开,中国国防科技委员会学者泰明春(音)透露它
们可能是:一是“神光”惯性约束聚变激光项目,特别用于激光核聚变研究;二是第二
代“北斗”卫星定位系统;三是怀柔钱学森实验基地主持的超音速运载技术项目。值得
注意的是,这其中2个项目与航天有关,如果第三个项目属实,那么就表明中国致力于
极超音速巡航飞行器的发展,某些细节也将在中国部分学术刊物上发表。
非常明确,中国空天飞机技术研究正在进行中。2006年10的《简氏防务周刊》报道
,中国航天科技集团展示的空中发射卫星发射运载火箭(ASLV)采用三级固体燃料运载
器模式,采用与美国“飞马座(Pegasus)”卫星运载火箭相似的翼身融合技术,成都
飞机制造公司611研究所主持“神龙”的设计和测试工作,南京航空航天大学、西北大
学和哈尔滨工业大业都参与了设计和测试。
作为中国空气动力研究与发展中心的主要竞争者,中国航天科技集团第一研究院设
立了第10研究所(空间飞行器研究所),专门研究极超音速巡航飞行器。该所的成立丰
富了中国的研究资源、扩展了范围,对巩固国防工业基础意义重大。固体燃料弹道导弹
系统设计师包为民也是中国航天科技集团第一研究院科技委员会的主任、解放军总装备
部的常规导弹技术专家组成员、总装备部精确制导专家组(隶属863—4“先进防御”系
列项目)副主任。原美国国防部官员、中国战略核系统专家、2049项目研究所(Project
2049 Institute)执行主任石明凯(Mark Stokes)表示:这个独立研究所的建立是优
先发展中国运载火箭和弹道导弹的信号,显示了中国的军政首脑发展新一代远程精确打
击飞行器的决心。
技术系数
从外观上讲,“神龙”的尺寸比“X—37B”小很多,由于没有任何中方关于“飞龙
”的数据,目前不清楚它的精确尺寸。从图片上看,“神龙”约1米高,长约5至6米,
只有“X—37B”三分之一大小。《简氏》的估计距离很大,最小1.1米,最大12米,翼
展4米,与其他类型空中发射卫星发射运载火箭不同。其他不同点如下:
从工程学角度讲,2006原型机比实际机型小,出于保密原因没有分开。中国也可能
生产了大小两种样机,大一点的用于地球静止轨道,小一点的用于低轨道;较小的发射
结构决定了有效载荷小型化,也有助于降低发射成本,灵活地制造更多的火箭。确实,
美国的三架空中发射卫星发射运载火箭成为中国的样本,“神龙”的小尺寸设计是为了
适应“轰-6”机身专用塔门的搭载能力。
《简氏》认为“神龙”采取惯性制导或GPS导航方式,使用“轰-6”在10000米高
度发射,点火后第一级推进器在8分钟之内将1.3吨的火箭推进490公里,二级火箭点火
上升到600公里高度,第三级火箭加速,将一枚50公斤重的卫星推进到太阳同步轨道,
然后返回地球。这些参数不仅适用于“神龙”,同样适用于其他空中发射卫星发射运载
火箭。空天飞机着陆是重要的技术问题,经过在“轰-6”上的滑翔/空气动力试验后,
今后“神龙”将使用“长征-5”重型火箭发射。
战略意义
-
“神龙”至少是一个技术发展项目。一个成功的中国空天飞机项目有两个战略意义
,一是使中国空间计划向建设空间站迈进了一步,经过更多的试飞,特别是把“神龙”
作为“X-37B”的派生物,同样可以提高中国的空间资产指挥控制系统能力,对军事和
民用空间开发都有同样的意义。军方哪个部门将掌管发展成熟的“神龙”还不确定,总
装备部、空军和第二炮兵都在力争空间资产的控制权,一些中国学者也在争论天军(
Space Force)的编成,总装备部可能是另一个控制卫星运行的权威机构。正如凯文-波
尔彼特(Kevin Pollpeter)所言,中国空军的学者已经由空天飞机的发展作为本军种
掌控空间作战的另一个证明。
第二,空天飞机带来了传统运载火箭不具备的能力,首先是可重复利用,可以根据
任务需求改变载荷,多用途、低成本的特征特别适合侦察任务。将空天飞机送入轨道的
火箭推进器的成本在1.5至2亿美元,加上空天飞机自身在结构和防护上的成本、飞行后
的保养、整合成本、可能的人力成本、载荷成本和复原成本,用空天飞机发射一颗小卫
星与一次性火箭相比,并不能节约太多成本,但这是中国计划者最终可用的选择。
未来的“神龙”和相关的系统可以极大增强中国的天基C4ISR能力,通过机载传感
器系统和部署微卫星和其他传感器系统丰富空间预警系统。空天飞机也可快速改变轨道
躲避追踪,监视不同区域,或有可能避开敌方的反卫星系统(anti-satellite)。据说
“X-37B”在首次飞行期间曾经变轨,搞乱了许多监测仪直到一部仪器在新轨道了发现
了飞机。最后,空天飞机的地面基地使北京可以避开国际约束部署空间武器,因此增加
潜在的反卫星平台。
一些中国学者把“X-37”计划看作美国发展反卫星系统的一部分,是空间军备竞
赛,同时,也有人认为中国对反空间计划也有兴趣,比如2007年1月11日的动能武器反
卫星试验和2010年1月11日的导弹防御试验。美国的空间远程精确打击能力将于2025年
成功,包括“X-37 B”、“X-51A”,以及兵力运用与本土发射(FALCON)计划中的极
超音速技术飞行器(HTV)。
中国将仿制其他美国空天飞机?
高级研究计划署最近公布了2011年8月11日超音速技术飞行器试飞相关细节,兵力
运用与本土发射(FALCON)计划由洛克希德-马丁公司承担,是国防部多年研究可以用
20马赫时速运载载荷的吸气式平台的成果,可在一小时内在近空间高度打击地球任一点
。虽然HTV-2在测试中到达了预期速度,也获得了重要数据,但是试飞只持续了9分钟而
非计划的30分钟,失踪地点也比夸贾林环礁附近的预定溅落海域近了许多。稳定性不足
引起的“翻滚”造成了这次失踪。2010年4月22日进行的第一次飞行试验也以“失踪”
告终。
虽然只是样机或设计理念,中国技术人员和媒体也在效仿“X-37B”和其他成果。
解放军报道美国空天飞机发展,可以要学习美国设计理念、发展方式、面临挑战等。
结论:内外部竞争
-
由于中国的航空和航天两个分支都在参与,近空间飞行器的发展陷入了官僚主义竞
争,至少是“合作竞争”,二炮、空军和总装备部都投资启动了相似的项目。比如,中
国航空工业部建设的空天飞机采用航天工业的火箭发射,是借鉴波音用洛马的“德尔塔
-5”运载火箭发射轨道飞行器,中国航天科技集团的空天飞机则直接由自己的火箭发
射。这是中国国防工业日趋官僚化的表现,甚至鼓励相似的项目共同发展促进竞争,比
如成都和沈阳都在为中国空军发展低空间飞行器计划。
目前可以肯定的是中国在资金、时间、智力、技术等方面对空间、空天飞机和极超
音速飞行器的投入巨大,实行融合式发展,技术日趋成熟。对热防护系统等原材料等领
域给予了特别关注和投资,极超音速学各学科间的特点复杂,发展面临挑战,一旦成功
就能大范围地带动相关领域。这种综合发展可以提高中国的综合国力。
中国的空天飞机和其附属成果已经进入国防工业发展规划,发展原型机比成熟的系
统更难,利益于丰富的国防工业资源,中国有能力研发多种空天飞机样机,解放军有一
系列的空间系统可以选择。
具体运转是更复杂的问题,需要很多的政策方针。中国已经拥有动能武器和激光武
器等陆基反卫星能力和设施并在不断改良,唯一的问题是二炮和空军谁将管控他们。一
些独立机构也在监督现有平台的理论研讨和项目研发,或将在研制成功后掌管这些平台。
相比之下,远程轰炸机并未被优先发展,对一系列的国内政策都不利。总装备部在
空天飞机和反卫星系统的发展中唱主角,至少“神龙”和其他空天飞机原型机向外国证
明了中国的值得炫耀的科技发展水平,中国的技术活力和能力足以发展一系列的项目。
因此,中国继续缩短与美国的时代差已经不足为奇,中国相关科学家与美国同行在
相同的地方受训,吸引美国人在这方面有限的经验有助于中国缩小代差。“神龙”仅仅
是中国在尖端领域发展的开端,可以预期未来5至10年还会有其他成果出现,比如,如
果“X-37B”只是样机,那么美国在中国的成果面前还能作何反应?不管怎样,美国在
未来20-30年里,都会在空间领域有一个强劲的对手。
在许多领域的军事竞争中,中国都在采用非对称的方法,以求把它的战略影响最大
化,用最节约的方式在武器装备领域与美国进行肉搏战。但是在空间领域,中国的方法
既非对称又对称,意图建设综合空间能力,陆基反卫星系统、北斗卫星定位导航系统(
PNT)、天基侦察卫星、载人航天飞行、空间站建设、“神龙”空天飞机等都表明北京
把空间作为最后的制高点,进行独立自主的空间军事技术发展。
总之,外国的政策制定者需要认真对待北京的空间雄心,其空天飞机计划的发展轨
迹就是中国民用和军用空间技术的晴雨表。(战略网/长风) | x****e 发帖数: 1780 | |
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