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“神龍”出雲:美學者評價中國空天飛行器計劃 zt

(2008-01-04 15:40:25) 下一個
“神龍”出雲:美學者評價中國空天飛行器計劃
2008年01月04日 08:38東方網


美國部分保守派學者一直將希望和平發展的中國視為戰略競爭對手,在2007年1月中國外層空間試驗之後,他們對中國的太空計劃給予了更多的關注。2007年12月11日,一種神秘飛行器的圖片被上傳到國內幾家軍事網站,該飛行器由轟-6掛載,其表麵塗有五星紅旗標誌和“神龍”(神龍)字樣,這意味著它可能是一個與“神舟”載人飛船、“神威”高性能計算機、“神光”高能激光等處於一個級別的國家級科學工程。

在“神龍”曝光後不久,12月17日,著名的中國問題專家費學禮(Rid Fisher)就在IASC網站上發表題為《“神龍”空天飛機提升中國軍事航天潛力》(Shenlong Space Plane Advances Chinas Military Space Potential)文章,按照“中國威脅論”的固有思路對這種神秘飛行器發表評論。他認為,雖然中國官方沒有披露這個項目的相關信息,不過根據這張圖片以及其他來自中國的信息,可以認為“神龍”屬於中國空間發射飛行器計劃,但隻用於測試可重複使用無人或載人空天飛機或其他跨大氣層飛行器技術。

雖然無人或者載人空天飛機可以執行一係列科學和商業任務,不過費學禮仍然強調解放軍也對這類航天器用於執行軍事任務寄予希望。他認為中國軍事文獻早已建議解放軍尋求對外層空間的控製,而2007年1月11日的太空試驗則表明解放軍現在已經擁有了美軍所不具備的初步太空作戰能力。

神龍初始細節

由於缺少來自官方的資料,費學禮隻能通過對圖片和網友發帖來獲取“神龍”的相關信息。原作者首先對“神龍”的外形以及掛載方式加以分析,他指出在2006年11月,中國曾披露了一種不可重複使用的太空運載火箭(SLV),它的構造與美國軌道科學“飛馬座”火箭非常相似,而新曝光的“神龍”擁有從太空再入地球大氣層所必需的黑色隔熱層,這種設計表明該飛行器將可以被重複使用。除此之外,12月11日所曝光的圖片顯示,新飛行器似乎並沒有安裝用於保持穩定的垂直穩定翼或者翼端穩定器,但上隨後出現在中國互聯網上的一張電腦合成的圖片顯示,轟六將用一種類似於“吊秋千”的奇特方式掛載了裝有垂直穩定翼的“神龍”。原文作者認為,12月11日的圖片中的安裝垂直穩定翼的飛行器可能是為了測試其與轟炸機的空氣動力兼容性,而不是用於向太空發射的版本。


2007年12月11日,一種神秘飛行器的圖片被上傳到國內幾家軍事網站:一架未經證實的中國空天飛機模型,由中國空軍的轟-6轟炸機掛載正準備起飛:先由轟炸機馱至高空,然後從飛機上分離執行任務。

信息渠道的缺乏使得作者不得不以網絡論壇作為最主要的消息來源。在照片出現在互聯網上24小時之內,更多的細節出現在中國的軍事網站上。原作者顯然對每一個有價值的帖子都加以了研究評估,他引用了一些發貼者的留言,指“神龍”得到了863計劃的資金支持。原作者聲稱中國在1986年開始實施863計劃,推動雙重用途技術的研究以此促進中國軍事的現代化,而“神龍”屬於國家863-706項目,因此有可能是解放軍優先的項目。一些發貼者披露到成都飛機設計研究所(611所)參與了“神龍”的設計和測試工作,還有發帖者提供了2007年10月中旬發布的一篇與611所用於“神龍”測試的數字控製中心有關的文章。費學禮引用了另一位專家馬克·韋德的言論表示,20世紀80年代法國正在發展“赫爾墨斯”空天飛機,在當時611所就有可能已經通過與法國的合作項目對空天飛機獲得了一定認識。

原作者對中國高等院校如何參與國防研究也很感興趣。他認為“神龍”計劃提供了一個不太常見的例子,可以用來說明中國的技術類院校如何支持由國家和軍隊撥款的計劃。他引用了從論壇上獲得的信息,列舉了三所院校作為例證,其中南京航空航天大學(NUAA)可能參與了該飛行器的早期數碼電腦輔助設計(CAD),其所采用的軟件可能是中國軍工行業普遍使用的法國達索CATIA設計軟件的一個版本,除此之外,南京航天航空大學的研究人員可能也負責控製計算機和再入控製係統的設計。同樣廣泛參與863計劃研究的西北大學據說則參與了863-706項目INS/GPS(慣性導航係統/全球定位係統)控製係統的設計。而作為受到解放軍資助的軍事技術研究的重要中心,哈爾濱工業大學有可能幫助設計了“神龍”的複合材料結構。

費學禮對“神龍”項目的進展也加以了分析。雖然論壇上的討論非常熱烈,但是這些討論並沒有清楚表明神龍項目的狀態。在綜合了相關信息之後,原作者認為,大部分設計工作可能發生在2000年至2004年。他引用了一個無法證實的網絡來源的消息,指這張12月11日才曝光的圖片可能拍攝於2005年年底。原作者認為611所測試設施的存在表明可能已經進行過某種程度的飛行試驗。2007年初的一份法國出版物指出,西方情報機構對於一種神秘的超級衝壓發動機驗證機的首次飛行測試很感興趣。這次測試發生在2006年年底,飛行器最終降落在印度洋上。原作者認為,中國正在推動吸氣式高超音速飛行器的發展,但這次試驗也有可能就是“神龍”的一次測試飛行。


中央電視台軍事節目披露的轟-6投擲空天飛行器圖像

對於“神龍”的性能,這些網站同樣也未能提供具體細節。原作者認為,即使從據傳裝備了俄製D-30K渦扇發動機,能提供更大發射高度的新型轟-6k轟炸機上發射,“神龍”似乎並不足夠大,難以在低地球軌道(LEO)持續飛行,因此它可能隻能夠在中國領土上空進行短時間的低地球軌道飛行,而這符合完成技術測試和驗證的要求。原作者稱“神龍”也有可能對中國發展高超音速飛機有所幫助,他認為已曝光的照片並不能表明“神龍”還可攜帶不包括發動機、液體燃料和製導係統在內的其它有效載荷,這也就意味著它與美國以及其它設計用來測試新技術的無人空天飛機類似,這些方案中包括美國軌道科學的X-34,波音公司的X-37和日本的希望-X。不過,原作者認為,一個更大的版本可能將會能夠攜帶有效載荷,並能夠進行持續低地球軌道飛行。

中國對於空天飛機的興趣

原文作者認為,中國對於空天飛機的興趣真正開始於錢學森先生的回國。錢學森是加州理工學院噴氣推進中心的共同創辦人,他對美國早期的火箭項目作出了巨大貢獻。1950年7月,因懷疑其為中國從事間諜工作,美國政府取消了錢學森參加機密研究的資格,並將其軟禁起來。1955年,錢學森回到中國,之後他長期擔任火箭導彈和航天器研製的技術領導職務,對中國火箭導彈和航天事業和發展作出了重大貢獻。“神龍”曝光的日期恰好是錢學森先生的九十六歲生日,原作者猜測選擇在這一天發布相關照片可能是作為對錢學森先生為中國導彈力量、導彈防禦和反衛星項目以及載人和無人航天能力所作巨大貢獻的非官方的致敬。錢學森在1949年所提出的空天飛機的概念為美國空軍上個世紀六十年代早期提出的Dynasoar軍用空天飛機奠定了基礎,而後者最終導致了航天飛機的出現。在上個世紀70年代錢學森還提出了一個與Dynasoar類似的空天飛機概念。而航天專家馬克·韋德則指出在1988年中國的設計師們就曾提出空天飛機的概念。現在的上海航天技術研究院、中國運載火箭技術研究院以及沈陽飛機設計研究所(601所)在當時提出了三個不同的空天飛機的概念,但是發展這些技術都超出了當時中國的能力。不過,費學禮認為,如果當時這些提議得到應用的話,在這個十年就有可能進行空天飛機的飛行。


至今中國航天係統也仍有研製航天飛機的設想,這是中國中央電視台披露的想象動畫

不過原作者認為中國顯然已經恢複研製空天飛機。在2006年10月,中國運載火箭技術研究院(CALT)透露,中國正在研製一種有翼航天飛機,預計在2020年研製成功。概念圖顯示,該空天飛機大小約為美國和俄羅斯的航天飛機的三分之二。不過中國空天飛機並未采用常見的外掛燃料貯箱的設計,而是采用一個由三部分組成的單獨的液體燃料助推器。

費學禮認為中國力圖研製無人空天飛機的雄心由來已久,他曾在1996年珠海航展的一本宣傳冊上看到過一個外形與“神龍”類似的風洞試驗模型,他據此認為863-706項目的研製在20世紀90年代初可能就已開始。2006年的一條新聞報道指中國可能在發展可回收空天飛機或者可重複使用天地往返運輸係統,原作者認為“神龍”可能就是天地往返運輸係統一個概念。而今年12月12日香港《文匯報》報道了航天專家莊逢甘院士的評論,指中國一直在進行空天飛行器的研發,但目前並未明確出台時間表。但同樣的報道還指出,航空業的報告指出試飛將會在第11個五年計劃或者也有可能在今後3年內進行。

除了“神龍”之外,費學禮還對一種形似“赫爾墨斯”的中國空天飛機模型很感興趣。原作者稱在1996年珠海航展上曾有一本宣傳冊描繪了一個風洞測試模型,在那時看上去是一個另一種未知的不明空天飛機。它的主要特點是在翼端上安裝有小型垂直穩定翼,外形類似於法國20世紀80年代早期未能實現的“赫爾墨斯”空天飛機概念。但是,費學禮引用馬克·韋德的觀點,指出611所通過80年代與法國的合作對空天飛機已經有了認識,如此就可以解釋它們之間相似性。在1996年的那張圖片之後,就沒有更多關於這個風洞模型的信息的披露。直到2007年12月16日,一張出現在網絡上的圖片顯示“神龍”的模型與中國的“赫爾墨斯”空天飛機模型被擺放在一起做展示,費學禮認為,這意味著這個空天飛機的概念依然活躍。


中國第一代可重複使用航天運載器外形首度曝光。國際軍事界公認,未來高性能戰鬥機將具有航天功能,這將是第六代戰鬥機所要實現的革命性跨越。如果作為太空武器、反戰略導彈的平台,空天飛機的長處是既可像其他太空攔截武器一樣,在外層太空待命,又具有部署和攻擊的更大自主性和靈活性。如果能作為對空、對地作戰平台,空天飛機的作用則更不可小視:用空天飛機仰射或平射擊毀其他航天器,優勢顯然比從地麵或同溫層以下空中發射導彈要明顯,也比從固定在軌平台發射動能或定向能武器更具技術簡便性;而用空天飛機潛入大氣層攻擊地麵目標,顯然也要比普通飛機突然和隱蔽。而且空天飛機在軌飛行時是不需要消耗燃料的,做變軌飛行和姿態調整時也隻需消耗很少的燃料,如果生命維持係統跟得上,它可以用做較長時間的空中戰鬥值班,這也是普通飛機望塵莫及。(香港文匯報圖)

無人空間平台的軍事潛力

接著,費學禮沿著“中國威脅論”的固定思路開始臆測“神龍”的發展前景。他認為,“神龍”可以用於技術的驗證,也可以作為發展一係列軍用或者民用無人和載人航天器的基礎。作者堅稱,有足夠的中國文獻和敘述表明中國的空天飛機正被發展用於在太空中執行軍事任務,攻擊地球上的目標。

費學禮首先引用了另一著名的“中國威脅論”製造者拉裏·沃策爾(Larry Wortzel)的言論,在其最近一篇關於解放軍太空戰能力的著作中,沃策爾聲稱中國在開發一係列潛在的太空武器,這其中就包括能在外太空和大氣層之間自由穿梭和飛行的空天飛機。

隨後,費學禮又從五年前的一份舊報紙上為自己的觀點尋找佐證。2002年5月,莊逢甘院士在接受《北京青年報》采訪時披露了中國空天飛機計劃的新信息。在這次采訪中,莊院士指出空天飛機“當然和軍事是有關的”,研製的目標就是“要把它做成全世界最好的空天作戰的武器平台,如果能軍民兩用更好”。他還指出空天飛機應該能在外太空和大氣層之間自由起落和飛行,航天飛機並不能滿足中國的需要。莊逢甘院士還提到研製空天飛機所要攻克的六項關鍵技術,其中包括高超聲速技術,高機動飛行技術,長距離空天飛行技術,高隱形技術,兼具超輕質量、高強韌、耐熱和抗衝擊性能的空天器結構技術,精準打擊及可靠性技術,費學禮暗示高隱形技術和精確打擊技術顯然與軍事有著直接關係。

除了新聞報道之外,原文作者還從中國研究人員發表的學術論文中尋求更多證據。2005年9月《戰術導彈控製技術》雜誌上一篇名為《天基對地攻擊武器的一種混合再入製導方法研究》的文章吸引了作者的注意。這篇由北京航空航天大學精確製導技術研究中心三名研究人員完成的文章表明中國可能已經開始發展在太空攻擊地球目標的能力。三名作者認為,天基對地攻擊武器係統的最大優勢在於高速和短再入時間,對於敵人而言攔截這樣的武器非常困難。雖然這篇文章並沒有指出中國的空天飛機或者航天飛機是潛在的空基對地攻擊武器係統,但是費學禮還是強調中國可能將其無人或載人空天飛機作此用途。


國外航天專業雜誌設想的幾種中國空天飛行器方案想象圖,有空天飛機方案(左1、2),也有基於長征-5號重型運載火箭的準空天飛機方案(左3、4),圖中最右的是作為對比的長征-2F火箭和神舟飛船。空天飛機技術難度比航天飛機更大,主要是三種動力裝置的組合和切換,高強度、耐高溫的材料(大氣層內高速飛行時,其頭錐溫度可達2760℃、機翼前緣達1930℃、機身下也可達1260℃)和具有人工智能的控製係統等。這些都需要進行大量的研究和技術攻關。

本文作者認為諸如此類的太空轟炸機的概念並不新鮮。二次世界大戰期間,德國的尤金·阿爾伯特·桑格博士(Dr. Eugene Albert Sanger)就曾提出發展一種100噸級火箭動力轟炸機來攻擊美國本土。在美國國內,也同樣存在關於對太空進行更多軍事利用的爭論。1999年,國會建立了由唐納德·拉姆斯菲爾德領導的美國國家太空安全管理和組織評估委員會。該委員會在2001年2月的一份報告中強調天基作戰能力對於美國的切身利益異常重要。當拉姆斯菲爾德開始擔任美國國防部長之後,他試圖推進亞軌道高超音速轟炸機的研製,以此將美國打擊全球任一目標的反應時間減少到幾小時,但是遭到了國會的反對。在“9·11”事件後,美國的優先目標發生了變化,拉姆斯菲爾德要發展高超音速或者太空戰平台的願望沒有實現,作為補償,國防部還提議裝備不安裝核彈頭的洲際彈道導彈,不過這同樣也未能獲得國會的允許。但是隨著中國2007年成功的反衛星試驗,布什政府已經要求額外撥款來保護美國的太空設備,並且投入新的經費用於高超音速攻擊機的研製。

美國追趕中國?

費學禮認為中國在無人跨大氣層飛行器的發展上可能已經取得了重大進展,雖然此類飛行器具有明顯的商業和科學應用前景,但是他堅稱中國發展空天飛機的背後主要是出於軍事用途的考慮。費學禮認為,中國的火箭動力空天飛機項目可能是對美國和印度發展高超音速運輸機和轟炸機所作出的反應,但是空天飛機也有可能成為太空戰平台的基礎,這個平台既可以被用於攻擊地球上的目標,也可以用來實施太空作戰任務,此外,中國還正在積極推動吸氣式高超聲速推進技術的研究,可提供另一種途徑來發展高速遠程縱深打擊武器。


原作者認為,“神龍”的出現以及之前的多次反衛星武器測試表明中國正在建立一個強有力的軍事太空作戰能力。“神龍”還表明中國有意在今後10年開發一種隱形“太空轟炸機”。原作者認為,在20世紀80年代決定不部署反衛星攔截器的美國在今天缺乏防禦中國反衛星武器的能力,不能用相應的太空戰鬥係統對中國進行遏製,因此,美國必須繼續目前的空間計劃,以保護美國的軍事和民用太空設備。此外,美國必須具備能遏製中國在太空或從太空進行軍事攻擊的能力,而這就需要重新考慮在2010年將航天飛機艦隊退役的決定。費學禮認為,現在有必要考慮保留一到兩架航天飛機並為之發展防禦和進攻性載荷,直到更為廉價、甚至可能更小的無人或者有人空天飛機得到發展,這一新型的多用途空天飛機可能會基於一種已有的空射火箭動力試驗空天飛機或者基於有能力進出太空的高超音速平台。作者最後甚至誇張地聲稱,盡管美國擁有世界領先的技術,但華盛頓的政治和反恐戰爭可能將美國置於必須追趕中國的位置上。

對於這種論調,中國政府早就多次明確的表態了自己的態度。2007年3月16日在回答美聯社記者提問時,國務院總理溫家寶強調中國主張和平利用太空,反對在太空搞軍備競賽,不會改變和平利用太空的立場。


對比圖:2004年3月27日,右翼下懸掛了一架X-43A空天飛機驗證機的B-52轟炸機從美國加利福尼亞州的愛德華茲空軍基地起飛。


對比圖:美國B-52轟炸機右翼下懸掛了一架被白色助推火箭“包裹”著的X-43A空天飛機驗證機,準備起飛


X-43A

美國X-43空天飛機驗證機

1994年11月,美國政府取消了過於超前的X-30試驗機計劃(水平起降、單級入軌)。為了順應“更好、更快、更廉價”的航天戰略,美國高超音速試驗計劃(Hyper-X)計劃應運而生,其中X-43就是其研究核心。X-43計劃有4個型號即X-43A、X-43B、X-43C和X-43D,其設計速度目標為馬赫7至馬赫10。

X-43A發動機方案采用機身一體化的超音速燃燒衝壓發動機。擁有先進的扁平小巧的機身,機身長3.6米,翼展1.5米,重量約為1噸。由於X-43A采用的是高超音速衝壓發動機,其燃料為飛機上攜帶的液態氫,助燃劑(氧化劑)為空氣中的氧,因而需要借助B-52載機和助推火箭飛入空中。

2001年6月,X-43A在第一次試飛中由於助推火箭偏離航線並出現翻滾被控製人員在空中緊急自毀。2004年3月27日,X-43A第二次試飛。B-52載機在離太平洋海麵大約12,000米的空域投下了“包裹”著X-43A的助推火箭,隨後助推火箭迅速爬升至28,500米的高空。這時,X-43A從火箭中分離出來,依靠自身的超音速燃燒衝壓發動機工作了大約10秒鍾,最高速度達到8,000公裏/小時,相當於7馬赫,這是大氣層內飛行器達到的最高速度。這之後,X-43A發動機停轉,並在空中自由滑翔飛行約6分鍾後,按預定計劃墜入加利福尼亞州附近的太平洋海域。

X-43B將於2010年以前試飛,它將采用渦輪發動機和吸氣超音速燃燒衝壓發動機的組合動力。X-43C采用的發動機具有普通衝壓發動機和超音速衝壓發動機的兩種工作模式,預計將於2008年進行試飛。X-43D的研製工作也在進行中,它將裝備一種冷卻氫氣燃料的雙模式超音速衝壓噴氣發動機,可將X-43D的速度增加至15馬赫。


莊逢甘院士

資料:空天飛機

空天飛機是一種未來的飛機,這種飛機能像普通飛機一樣水平起飛,以每小時1.6萬——3萬公裏的速度在大氣層內飛行,而且可以直接加速進入地球軌道,成為航天飛機;返回大氣層後,又像飛機一樣在機場著陸,成為自由地往返天地之間的運輸工具,人們稱它為空天飛機。

空天飛機裏安裝了空氣渦輪發動機、衝壓發動機和火箭發動機三類發動機。空氣渦輪噴氣發動機可以使空天飛機水平起飛。當時速超過2400公裏時,就使用衝壓發動機,它使空天飛機在離地麵60公裏的大氣層內以每小時近3萬公裏的速度飛行。如果再用火箭發動機加速,空天飛機就衝出大氣層,像航天飛機一樣,直接進入太空。

空天飛機的結構材料要求很高。在飛行時,它頭部和機翼前緣的表麵溫度可達2760℃。這樣,像航天飛機上的防熱瓦塊式外衣,就不再適用了。科學家們研製了一種新型複合材料來代替,並且在一些特殊部位采用新型冷卻裝置,避免了高溫的傷害。

空天飛機的最大優點是運輸費用隻有航天飛機的十分之一,並且不需要規模龐大、設備複雜的航天發射場。空天飛機完成一次飛行後,經過一星期的維護就能再次起飛。人們可以像坐飛機一樣進行宇宙旅行。即使不上太空,乘坐它去大洋彼岸去看望朋友也很方便。(成都日報 餘泳忠)


其實當年中國載人航天計劃論證時,就有跨越宇宙飛船階段,直接上馬航天飛機甚至空天飛機的設想
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