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“过于先进”的亚轨道飞行器 中国50年前就开始发展?

8月26日,中国航天科技集团低调又不乏炫耀地表示,飞行器在垂直起飞并完成预定飞行后水平降落在预定场地,验证国产可重复升力式亚轨道飞行器的试验已经顺利结束。由于在此之前的2021年,官方就已经披露过类似消息,甚至还半官方地给出了“过于先进,不便展示”的评语,并获得了外界的极大关注。因此,近期再次成功试验的消息公开后,舆论又一次对国产亚轨道飞行器产生了很大兴趣,而事实上,这款神秘的国产高性能飞行器,可能和许多人想象的并不一样。

在许多文献中,都将亚轨道飞行器视为在卡门线(100千米)以下,20千米以上区域活动的新时代飞行器,这种说法大体没有问题,但实际上亚轨道飞行器并不是新时代武器,而且飞行高度也不是只在卡门线之下。在关于卫星和火箭发射的报道中,“进入轨道”、“在轨运行”往往被视为阶段性胜利的标志,而这些名词中的“轨道”与亚轨道飞行器中的“轨道”,指的都是同一种存在——绕地轨道。一个物体如果以一定速度进入绕地轨道,就可以稳定地长时间飞行,一般被称为航天器,也就是在轨飞行器。

而亚轨道飞行器是指没有稳定绕地飞行轨道,经过较短时间飞行后就重返大气层的存在。在这个过程中,亚轨道飞行器为保证获得足够的势能,飞跃卡门线,甚至在卡门线外飞行一段时间,是很常见的事情。举个例子,苏联空军在80年完成开发,一直服役至今的米格-31战斗机,最大飞行高度超过30千米,但并没有文献因为其高度超过20千米,而不将其视为飞机。因此,亚轨道飞行器实际上是超越普通飞机活动区域,但又没有稳定地外轨道的飞行器,以20-100千米这种划分方式虽然简单易懂,但却存在较大偏差,并造成了一定的误导。

而在明确亚轨道飞行器的范围之后就会发现,从上世纪50年代开始发展的中远程弹道导弹,其实也属于亚轨道飞行器范畴,这意味着人类在这一领域实际上已经研究了70多年,确实不是新兴领域了。而之所以又引发外界广泛关注,并且被称为“过于先进”,其实是在于国产亚轨道飞行器的两个前缀——“升力式”和“可重复”。人类早期研究的亚轨道飞行器——弹道导弹,以射程和载重量为核心指标,追求一击致命,属于典型的一次性设备。而在进入21世纪后,科技的进步使得各国开始尝试进一步优化设备性能,其中提高飞行机动性被认为是降低被拦截概率的有效手段(升力式布局意味着高空飞行时的机动能力),而增加重复使用次数,则是降低成本的最有效方式。

仅仅在2016年,全球就公开完成了18次亚轨道飞行器试验,其中美国独占11次,瑞典3次、挪威2次、日本和澳大利亚各1次,甚至连印度也在当年短时间尝试了类似试验,验证了前文提到的,亚轨道飞行器并不是特别困难技术的观点。不过,这些飞行试验使用的动力装置、试验目的、飞行过程虽然各不相同,但相同的是——都没有实现机动性和可重复使用的突破。事实上,在2016年试飞4次的美国“新谢泼德”亚轨道飞行器,已经在几年前投入商业运营,并在不久前的2022年8月4日,第6次实现载人航天飞行。其飞行路径是非常简单地垂直起飞,然后经过高抛物线最后使用降落伞降落,返回舱内的6名乘客,将在为期约10分钟的飞行中,体验进入太空的短暂感受,完成全球顶尖太空旅游的过程。

在民用“新谢泼德”之外,美国军方还有一项著名的X-37B飞行器试验,并且往往以“最高速度25马赫的亚轨道飞行器”标签,出现了一些文献中。而事实上,经常在外太空停留上百天的X-37B,属于绝对的在轨航天器,与亚轨道飞行器完全是两种存在。就目前来说,各国发展的亚轨道飞行器虽然很多,但攻克重复使用难题的非常罕见,还考虑机动性的更是只有中国一家。在国内真正将亚轨道飞行器的机动性和重复使用结合在一起后,本身就意味着史诗性突破。

当下太空试验的费用之所以异常高昂,设备单次使用是其中的重要原因,而可多次使用的亚轨道飞行器一旦诞生,局面就彻底改变。这种最大飞行速度随便超过10马赫的飞行器,可以轻松将人送到外太空,或者完成地球表面的远程飞行,意味着人类在从马车到飞机之后,又一次出行手段的飞跃。而在军事上来说,可重复使用的亚轨道飞行器,就是现代远程轰炸机的超级进化版,能够在极短时间内、以低成本完成远程打击,全球作战、防御手段都会被改写。总结性的来说,亚轨道飞行器并不一定先进,但以升力式结构确保机动性,同时又能重复使用降低成本的亚轨道飞行器,全球仅此一家,这款飞行速度10几马赫的设备一旦在未来量产,全球局势都将随之改变。

自此,国产亚轨道飞行器为何被称为“过于先进”的原因,已经大体阐述完毕。至于为何“不便展示”,原因其实也很简单,那就是在其他国家尚未攻克两道技术难关的情况下,仅仅是国产亚轨道飞行器的外形和基础结构,就足以对其造成启发,并加速研究步伐,这当然是国内不愿意见到的。而还有一件很意思的事情是,在60年代国内曾提出一个非常特殊的项目——东风-6,其预定最大飞行距离超过30000千米,能在地外轨道上短暂飞行,选择全球任意一个对手薄弱点进行打击,这就是著名的国产“部分轨道轰炸系统”。由于设想过于超前,这个项目毫不意外地失败了,但其设计理念与当下国产亚轨道飞行器仍有颇多重合之处,这种独到的战略眼光确实值得称赞。

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