本報訊（記者宋亞林） 4 月 15 日，中國一航飛機強度閻良試驗基地舉行了隆重的開工典禮。項目規劃在西安閻良國家航空高技術產業基地內占地 557.4 畝，建設與國際接軌、國家級的飛機結構強度研究中心。
中國一航副總經理胡問鳴在開工典禮上發表講話，他指出在集團製定的 “ 十一五 ” 發展規劃中，飛機強度試驗基地建設列為了國家重大基礎設施基地規劃。中國一航飛機強度閻良試驗基地的建設，是積極貫徹落實中國一航黨組以科學發展觀為統領、深入實施大集團戰略、加快全麵發展決定的重要舉措，集團公司將全力支持。同時他要求一航強度所和工程承建單位，在建設過程中要科學組織，嚴謹施工，努力將這項工程建設成為樣板工程、標誌工程。
“ 十一五 ” 期間，中國一航將承擔大量繁重的國家重大型號研製與攻關工作，閻良強度試驗基地也將擔負新一代作戰飛機、大型飛機、 ARJ21 民用支線飛機、空天飛行器等重大工程試驗任務。
國防科工委係統三司副司長王欣、陝西省人大副主任鄧理、西安市副市長楊廣信等領導參加了典禮。
空天飛機是航空航天飛機的簡稱。顧名思義，它既可以在大氣層內飛行，也能在太空中飛行。與航天飛機相比，空天飛機多了一個在大氣層中航空的功能，而且它起飛時也不使用火箭助推器。
空天飛機的奧妙之處在於它的動力裝置。這種動力裝置既不同於飛機發動機，也不同於火箭發動機，這是一種混合配置的動力裝置。它由空氣噴氣發動機和火箭噴氣發動機兩大部分組成，空氣噴氣發動機在前，火箭噴氣發動機在後，串聯成一體，為空天飛機提供動力。
空天飛機可以在一般的大型飛機場上起落。起飛時空氣噴氣發動機先工作，這樣可以充分利用大氣中的氧，節省大量的氧化劑。飛到高空後，空氣噴氣發動機熄火，火箭噴氣發動機開始工作，燃燒自身攜帶的燃燒劑和氧化劑。降落時，兩個發動機的工作順序同起飛時相反。
航空與航天兩大技術存在不可分離的聯係和很強的互補性。因為無論什麽航天器進出太空，都必須穿越大氣層與空氣打交道，後者顯然屬於航空技術範疇。航空與航天緊密聯係的必然結果，就導致了人們對一種既能在大氣層內飛行，又能在大氣層外航行、水平起飛、水平降落的新型飛行器的構想，這就是 “ 航空航天飛機 ” ，簡稱 “ 空天飛機 ” 。
60 年代初，就有人對空天飛機作過一些探索性試驗，當時它被稱為 “ 跨大氣層飛行器 ” 。由於當時的技術、經濟條件相差太遠，且應用需求不明確，因而中途夭折； 80 年代中期，在美國的 “ 阿爾法 ” 號永久性空間站計劃的刺激下，一些國家對發展載人航天事業的熱情普遍高漲，積極參加 “ 阿爾法 ” 號空間站的建造。據估計，空間站建成後，為了開發和利用太空資源。向空間站運送人員、物資和器材等任務每年將達到數千次之多。這些任務如果用一次性運載火箭、載人飛船或航天飛機來完成，那麽一年的運輸費用將達到上百億美元。為了尋求一種經濟的天地往返運或係統，美、英、德、法、日等國紛紛推出了可重複使用的天地往返運輸係統方案。
1986 年，美國提出研製代號為 X-30 的完全重複使用的單級水平起陣的 “ 國家航空航天飛機 ” ，其特點是采用組合式超音速燃燒衝壓噴氣發動機。英國提出了一種名叫 “ 霍托爾 ” 單級水平起降空天飛機，其特點是采用一種全新的空氣液化循環發動機。 90 年代，他們又提出了一個技術風險小，開發費用低的新方案。德國則提出兩級水平起降空天飛機 “ 桑格爾 ” ，第一級實際上相當於一架超音速運輸機，第二級是以火箭發動機為動力的有翼飛行器。兩級都能分別水平著陸。法國和日本也提出過自己的空天飛機設想。
80 年代末，這股空天飛機熱達到高潮。也激起了中國航空航天專家的很大興趣。
發展空天飛機的主要目的是想降低空天之間的運輸費用。其途徑歸納起來主要有三條：一是充分利用大氣層中的氧，以減少飛行器攜帶的氧化劑，從麵減輕起飛重量；二是整個飛行器全部重複使用，除消耗推進劑外不拋棄任何部件；三是水平起飛，水平降落，簡化起飛（發射）和降落（返回）所需的場地設施和操作程序，減少維修費用。
但是，經過幾年的研究分析，科學家們發規，過去的估計過於樂觀。實際上。上述三條途徑知易而行難。需要解決的關鍵技術難度決非短時間內能突破，這些關鍵技術有：
1 ．新構思的吸氣式發動機
因為，空天飛機的飛行範圍為從大氣層內到大氣層外，速度從 0 到 M=25 ，如此大的跨度和工作環境變化是目前現有的所有單一類型的發動機都不可能勝任的，從而也就使為空天飛機研製全新的發動機成為整個項目的關鍵。
眾所周知，噴氣式發動機需要在大氣層中吸入空氣，無需攜帶氧化劑，但無法在大氣層外工作，且實用速度較小；而火箭發動機自帶氧化劑，可以工作在大氣層內外，使用速度範圍較廣，但攜帶的氧化劑較笨重，比衝小。目前設想的空天飛機的動力一般為采用超音速燃燒衝壓發動機 + 火箭發動機或渦輪噴氣 + 衝壓噴氣 + 火箭發動機的組合動力方式。但超燃衝壓發動機的研製上存在相當多的技術問題，而多種發動機的組合方式又使結構變得過於複雜和不可靠。
2 ．計算空氣動力學分析
航天飛機返回再入大氣層的空氣動力學問題，曾經耗費了科學家們多年的心血，作了約 10 萬小時的風洞試驗。空天飛機的空氣動力學問題比航天飛機複雜得多。因為飛機速度變化大，馬赫數從 0 變化到 25 ；飛行高度變化大，從地麵到幾百公裏高的外層空間；返回再入大氣層時下行時間長，航天飛機隻有十幾分鍾，空天飛機則為 l ～ 2 小時。
解決空氣動力學問題的基本手段是風洞。目前，就連美國也不具備馬赫數可以跨越這樣大範圍的試驗風洞。即使有了風洞還需要作上百萬小時的試驗，那意味著就是晝夜不停地試驗，也需要花費 100 多年的時間。於是，隻能求助於計算機，用計算方法來解決，而對那維爾斯托克斯方程的求解目前尚存在，許多理論上和計算速度上的問題。
3 ．發動機和機身一體化設計
當空天飛機以 6 倍於音速以上的速度在大氣層中飛行時，空氣阻力將急劇上升，所以其外形必須高度流線化。亞音速飛機常采用的翼吊式發動機已不能使用．需要將發動機與機身合並，以構成高度流線化的整體外形。即讓前機身容納發動機吸人空氣的進氣道，讓後機身容納發動機排氣的噴管。這就叫做 “ 發動機與機身一體化 ” 。
在一體化設計中，最複雜的是要使進氣道與排氣噴管的幾何形狀，能隨飛行速度的變化而變化，以便調節進氣量，使發動機在低速時能產生額定推力，而在高速時又可降低耗油量，還要保證進氣道有足夠的剛度和耐高溫性能，以使它在返回再入大氣層的過程中，能經受住高速氣流和氣動力熱的作用，這樣才不致發生明顯變形，才可多次重複使用。
4 ．防熱結構與材料
空天飛機需要多次出人大氣層，每次都會由於與空氣的劇烈摩擦而產生大量氣動加熱，特別是以高超音速返回再入大氣層時，氣動加熱會使其表麵達到極高的溫度。機頭處溫度約為 1800 攝氏度，機翼和尾翼前緣溫度約為 1460 攝氏度，機身下表麵約為 980 攝氏度，上表麵約為 760 攝氏度。因此，必須有一個重量輕、性能好、能重複使用的防熱係統。
空天飛機在起飛上升階段要經受發動機的衝擊力、振動、空氣動力等的作用，在返回再入階段要經受顫振、科振、起落架擺振等的作用。在這種情況下，防熱係統既要保持良好的氣動外形，又要能長期重複使用，維護方便，所以其技術難度是相當大的。
目前的航天飛機，由於受氣動加熱的時間短，表麵覆蓋氧化矽防熱瓦即可達到滿意的防熱效果，但對空天飛機則遠遠不夠。如果單靠增加防熱層厚度來解決問題，則將使重量大大增加，而且防熱層還不能被燒壞，否則會影響重複使用。一個較簡單的解決辦法是在機頭、機翼前緣等局部高溫區，使用傳熱效率特別高的吸熱管來吸熱，以便把熱量轉移到溫度較低的部位。更好的辦法是采用主動式冷卻防熱係統，也就是把機體結構與防熱係統一體化，即把機體結構設計成夾層式或管道式，讓推進劑在夾層內或管道內流動，使它吸走空氣對結構外表麵摩擦所生成的熱量。
為了滿足空天飛機的防熱要求，目前正在研究用快速固化粉末冶金工藝製造純度很高、質量很輕的耐高溫合金。美國已研製出高速固化鈦硼合金，它在高溫下的強度可達到目前使用的鈦合金在室溫下的強度，這種合金適宜用來製造機身內層結構骨架。
機頭與機翼等溫度最高的部位，要求采用碳複合材料，這種複合材料表麵有碳化矽塗層，重量輕，耐高溫性能好。此外，還需要研究金屬基複合材料，例如碳化矽纖維增強的鈦複合材料等。這種材料應該兼有碳化矽的耐高溫性能，又具有鈦合金的高強度特性。
空天飛機技術難度大，所需投資多，研製周期長，所以將來進入全尺寸樣機研製，勢必也會象空間站那樣采取國際合作的方式。
航天飛機與空天飛機區別與優劣比較
航天飛機，其原意為太空穿梭機。美國人在完成阿波羅登月計劃後，緊接著實施空間站計劃， 1973 年 5 月發射了 “ 天空實驗室 ” 實驗性空間站，並為此研製了航天飛機，作為可重複使用的天地往返運輸係統，逐步取代了一次性使用的運載火箭。在當時的技術條件下，要使整個航天飛機係統都能重複使用，有很大困難。因此，美國將其分為三部分：軌道飛行器可重複使用 100 次，固體火箭助推器可重複使用 20 次，外掛燃料箱為一次性使用。但是，直到 198l 年 4 月，航天飛機才試飛成功，而且以後的飛行表明，並沒有達到降低運輸費用的目的。主要是解決防熱、安全等技術問題，並降低發射、維護費用。
除美國外，世界上計劃進行航天飛機研製 ? 其軌道飛行器可重複使用，它由一次性使用的 “ 能源 ” 號火箭發射，返回時像飛機一樣水平著陸； 1988 年 10 月，無人駕駛軌道試飛成功後，計劃被取消。歐洲航天局的 “ 赫爾墨斯 ” 航天飛機計劃，也放慢了步伐。日本計劃的 “ 希望 ” 號無人駕駛航天飛機，也隻進行了縮比模型試驗。
空天飛機是航空航天飛機的簡稱。它是一種能完全重複使用的天地往返運輸係統，使用空氣噴氣發動機，像飛機一樣從地麵水平起飛，在 30 公裏以上達到 5~6 倍音速時，使用衝壓空氣噴氣發動機；在 90 公裏左右高度時，達到 25 倍音速；在大氣層內做洲際飛行，也可轉而使用火箭發動機進入太空軌道；返回時像飛機一樣水平著陸。
實現空天飛機的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 ( 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。
航天飛機普通化與普通飛機航天化
技術難度和資金短缺，使各國的空天飛機計劃難有進展。如英國的 “ 霍托 ” 號空天飛機，最終也與德國的 “ 桑格爾 ” 空天飛機一樣，先由大型飛機馱至高空，然後從飛機上起飛進入太空。美國也決定重新確定國家空天飛機 (NASP) 計劃進程，暫不研製 X － 30 驗證機，而先研究解決技術問題。
最近一段時間，關於空天飛機試驗的消息又不時傳來。分為兩種情況，一種是純粹空天飛機試驗，如美國國家航空航天局，計劃對新研製的極超音速 X-43A 無人機進行最後一次試飛，以驗證其技術性能和指標。這一次試飛的目標，是為檢測這種飛機能否在 10 倍音速的條件下飛行。另一種是以最先進的普通戰鬥機進行執行某些航天任務的試驗，以使這類普通戰鬥機帶有某種空天飛機的特征。例如，繼美國利用 L － 1011 型運載飛機和 B － 52 飛行實驗室承載 “ 飛馬座 ” 運輸航天係統，將重量為 347 公斤的 STEP － 1 型衛星送上地球軌道。俄羅斯也計劃利用米格－ 31 重型殲擊機發射小型衛星，即把米格－ 31 作為向低軌道發射衛星的第一級 “ 可返回式火箭 ” 。米格－ 31 現在可以將 8~10 噸的火箭攜帶到 20 多公裏的高度，保證其發射初速達到 3000 公裏 / 小時。
上述情況反映出一種趨勢，不僅存在著航天飛機向普通飛機轉換的工業路線，而且也存在著普通飛機向航天飛機轉換的工業路線，使高性能軍用飛機向著兼具航天功能的方向發展。這種趨勢預示著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。可多次使用的航天發射載具 —— 空天飛機將是建立外層空間基地的主力軍。
空天飛機發展的基本動因
航天飛機普通化與普通飛機航天化的空天飛機研製，其實是航空航天技術、衛星技術發展和航空航天軍事競爭的結果，同時也有航天市場需求的牽引作用。
航空航天技術的發展推動空天技術融合。過去，當航天工業中使用的鈦合金應用到飛機上時，飛機的強度 ( 包括抗磨擦、抗高溫、抗過載負荷等 ) 大增，從而使飛機飛行高度、速度、靈活性和飛行距離都大為提高。當前，隨著航天火箭發動機安全可靠性的增強，以及航天生命維持係統、航天新材料等的日益成熟完善，使飛機可以利用航空航天二元動力方式、航天密閉艙和生命維持係統來製造。美國的極超音速 X － 43A 無人機可以視為一種火箭，而俄羅斯擁有的高度靈活變軌戰略導彈，也可以視為一種無人機。
衛星小型化，為高性能飛機作為衛星發射平台、起到第一級 “ 可返回式火箭 ” 的作用奠定了基礎。現在，輕型衛星已越來越成為主流，因為電子技術的快速發展，使計算機體積和重量大為減少。據統計， 21 世紀初， 100~300 公斤級衛星的發射數量減少了 35% ；相比之下，計劃發射的 1~100 公斤級衛星的數量增加了 68% ；到 2010~2015 年，重量為 1~100 公斤的衛星最終將成為主流。同時，由於新技術的快速發展，在軌衛星的使用壽命增加，所需發射的運載火箭數量減少，現有的固定式發射係統從商業角度講是極不合算的。換言之，以空天飛機為手段的近地太空航空航天係統，其未來商業潛力十分巨大，可能在 10~15 年後排擠純航空係統的地位。
更為重要的是，航空航天的軍事競爭不斷加劇。今後，不可能在同溫層以上、大氣層上下邊緣留出 “ 一片淨土 ” ，於是導致要發展既不像美國航天飛機那種隻能執行純航天任務，又不像米格－ 29 隻能執行傳統空中作戰任務的新型航空器。因此，空天飛機將破殼而出。如果作為反戰略導彈的一環，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；如果是作為衛星空中發射平台，可以放棄製造和使用原有的發射係統，提高發射地點的靈活性和時間選擇的時效性。由於運載火箭發射往往需要提前很長時間進行計劃，準備周期較長，而進行小型衛星的快速發射，並組建必要的軌道集群，可以快速獲得信息優勢。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。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。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，在用副油箱性質的助推火箭發射升空後，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。
當然，在國際軍力對比極不平衡的情況下，無論是從效用性、時效性和應用範圍來看，還是從製造和使用的成本角度來說，純粹空天飛機的未來角色，主要還在於戰略威懾和執行特殊任務，不可能像普通軍用飛機一樣批量生產和成建製列裝。而具備空天飛機特征的第六代戰鬥機，則更具有實際意義。因此，就目前而言，不少國家都把注意力放在發展高性能飛機執行航天任務上 。
中國空天飛機計劃啟動即將試飛
中國有借鑒美國航天飛機的多次失利教訓以及高昂的飛行成本後決定放棄航天飛機計劃，直接投巨資進入下一代空天飛行器計劃中國空天飛機重大研究計劃自 2002 年啟動以來，在（ 1 ）高速、高機動飛行中複雜流動機理研究；（ 2 ）高溫、高速條件下燃燒，熱力學和化學非平衡流動；（ 3 ）輕質、強韌、抗撞擊、防熱結構及其材料一體化設計的理論和方法；（ 4 ）空天飛行器的智能自主控製與智能結構的失效防範；（ 5 ）空天飛行器隱身技術的若幹基礎問題；（ 6 ）多尺度計算，這 6 個研究方向上取得重大進展
從 2006 年後中國空天飛機開始著重研究如下問題：
增大衝壓發動機推力的新機理和途徑：有效增混措施；發動機內流場（超燃、亞燃）診斷；增大推力的新途徑；
近空間飛行器的基礎科學問題（ 20 公裏以上）；
智能變形飛行器的基礎科學問題；
左手材料的微結構設計和隱身性能探索。
預計中國空天飛機將於 “ 十一五 ” 期間取得樣機試製和試飛，估計 2000 年前後將在西北某地試飛。
可以預見，中國的空天飛行器亮相時將時極端前衛和震憾的，其先進水平非常人非能想象。
