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X-37B空天飛機(jī)的用途究竟是什么?

作者:Anita 發(fā)布時間: 2022-06-15 18:11:19

簡介:】我是薩沙,我來回答。
X-37的主要威脅在于它實際上已經(jīng)具有太空作戰(zhàn)功能。
X-37計劃始于1999年的測試項目,當(dāng)時NASA計劃研制一款航天飛機(jī)的后繼型號。到了2004年,該計劃被移交到

我是薩沙,我來回答。

X-37的主要威脅在于它實際上已經(jīng)具有太空作戰(zhàn)功能。

X-37計劃始于1999年的測試項目,當(dāng)時NASA計劃研制一款航天飛機(jī)的后繼型號。到了2004年,該計劃被移交到了美國軍方,由國防高級研究計劃局(DARPA)接手。從此,X-37B項目就成了高度機(jī)密。目前X-37B由美國空軍快速能力辦公室管理,是美國空軍目前的主力可重復(fù)使用和無人駕駛的航天器。X-37B美國空軍中罕見的從立項到多次測試都處于極度保密狀態(tài)下的一種飛行器。

防務(wù)學(xué)者埃里克·斯特納(Eric Sterner)在談到X-37B時說,“你可以把傳感器和衛(wèi)星放在X-37B上,你也可以把彈藥放在X-37B上,只要它們存在?!?/p>

X-37使用火箭或者大型飛機(jī)主推,依靠自己的動力飛入近地軌道。

它可以在近地軌道飛行超過1年,然后依靠自己的動力返回地面。

耐高溫隔熱瓦能抵受重返大氣層時所產(chǎn)生的熱力,飛機(jī)會滑翔飛行至跑道降落。

這樣一來,X-37就很驚人了。

X-37試驗機(jī)至今已發(fā)展出X-37A和X-37B兩個版本,X-37B(OTV-3)于2014年10月17日完成連續(xù)飛行超過674天后,第四次航行任務(wù)(OTV-4)于2015年5月再次升空,于2017年5月降落于肯尼迪太空基地,打破自身紀(jì)錄共飛行了718天。

必要的時候,X-37可以改變軌道,擊毀大量敵人的衛(wèi)星,將敵人變?yōu)橄棺印?/p>

同時,它如果攜帶實用化激光武器,也可以用于反導(dǎo)。

X-37的最高速度能達(dá)到音速的25倍以上,這項性能也很驚人。

它因為可以自行返回地球,就同導(dǎo)彈之類武器完全不同。

X-37可以實現(xiàn)太空戰(zhàn)機(jī)的所有要求,也是第一款實用化太空武器,只是還沒有安裝武器而已。

各位關(guān)于X-37B各種用途的說法基本上都是流于推測,實際上X-37B空天飛機(jī)是美國空軍歷代研發(fā)項目中少有的“從立項到多次測試都嚴(yán)格保密”的一種飛行器,消息來源也大多都是美媒公開的一些“有限”資料。即使到了今天,“X-37B到底能做什么,未來想做什么”都還是一團(tuán)迷霧,我們能做的也就是根據(jù)其技術(shù)特征大略聊聊而已,可以說歷來“航空航天”技術(shù)與軍事都未曾分過家,至于其軍事用途我們同樣也只能基于技術(shù)范來推測一二。

▲X-47B空天飛機(jī)

項目背景關(guān)于“空天飛行器”,其實并不像很多人想的那樣是近些年才開始研制的,這種空天飛行的概念可以追溯到二戰(zhàn)時期的德國,就美國本身來說也要從六十多年前談起。1957年10月24日(也就是蘇聯(lián)發(fā)射世界上第一顆人造衛(wèi)星20天后),美國波音公司和空軍就提出了X-20空天戰(zhàn)斗機(jī)項目,計劃研制一種利用火箭垂直發(fā)射進(jìn)入太空,可以在太空中進(jìn)行偵查、攔截衛(wèi)星和航天器等任務(wù),完成任務(wù)后可以安全返回地球降落在機(jī)場跑道的“空天飛機(jī)”。X-20計劃提出以后,斷斷續(xù)續(xù)一直延續(xù)到冷戰(zhàn)時期,波音公司期間設(shè)計出利用“大力神”運載火箭發(fā)射X-20的三種方案,分別可用于執(zhí)行亞軌道和近地軌道任務(wù)。

▲美國波音公司冷戰(zhàn)時期開發(fā)的X-20空天飛機(jī)實物及結(jié)構(gòu)圖,右側(cè)是三種軌道任務(wù)運載方案

當(dāng)然,既然提到了德國,那么X-20空天飛機(jī)項目也少不了戰(zhàn)后美國從德國“挖”來的一批科學(xué)家和工程技術(shù)人員,其中德國V1導(dǎo)彈的“主要研發(fā)人員之一”多恩伯格于1947年被美國從英國監(jiān)獄中接走,后來擔(dān)任美國X-20驗證機(jī)的首席設(shè)計師。

▲X-20空天戰(zhàn)斗機(jī)飛行想象圖

▲美國波音公司公布的X-20空天戰(zhàn)斗機(jī)照片

20世紀(jì)80年代,美國航空航天局NASA和美國國防部組建了一個“可復(fù)用空天飛機(jī)研究”專門機(jī)構(gòu),主要研究驗證高超聲速飛行器基礎(chǔ)技術(shù),彌補(bǔ)地面試驗設(shè)施難以測試超過8馬赫速度的不足。時間進(jìn)入到上世紀(jì)90年代后期,美國NASA有提出了“未來X”計劃,該計劃項被劃分為兩個子項目,其中之一就是X-37空天飛行器研究,1999年波音公司獲得NASA授予的為期四年的X-37驗證項目合同,項目總投資為1.7億美元。其后,美國空軍也加入項目并追加了投資.

▲1999年,美國波音公司公布的X-37驗證機(jī)概念圖,與今天的X-37B大同小異

除此之外,美國于1986年還提出過使用超然沖壓發(fā)動機(jī)進(jìn)行水平起降的X-30飛行器,該項目屬于里根政府重振大氣層航天飛機(jī)計劃的一部分。根據(jù)設(shè)想X-30空天飛機(jī)能夠以單級進(jìn)入近地軌道,然后可以超過12馬赫的速度在3-10萬米高空跨大氣層巡航。但根據(jù)當(dāng)時的技術(shù)條件,使用超燃沖壓發(fā)動機(jī)僅能使飛行器的最大速度達(dá)到8馬赫,設(shè)計師們擬利用飛行器高速飛行摩擦產(chǎn)生的大量熱能來提高飛行速度。當(dāng)年X-30項目競標(biāo)階段和研發(fā)階段涉及了羅克韋爾、麥·道、洛·馬、普·惠和通用等諸多航空航天的巨鱷,可見項目之難和受重視程度。至于美國的其他空天飛行器計劃就不再過多介紹了,以上內(nèi)容主要是說明空天飛機(jī)不是突然之間“蹦”出來的,從概念誕生到基礎(chǔ)技術(shù)研究、試驗驗證其實已經(jīng)經(jīng)歷了半個多世界的發(fā)展。

▲美國羅克韋爾公司X-30空天飛機(jī)模型

回到X-37B空天飛行器項目總體來說,X-37B空天飛機(jī)涉及到多種關(guān)鍵技術(shù),比如“空間變軌、垂直發(fā)射水平降落、再入隔熱保護(hù)、空間對接”等。實際上X-37項目的機(jī)身是在X-40A空天飛機(jī)的基礎(chǔ)上放大(120%)而來。這是為了降低技術(shù)風(fēng)險,X-37項目以循序漸進(jìn)地開發(fā)路線為主,項目資金首先用于研制一種“縮比”型號進(jìn)行試驗研究和收集數(shù)據(jù),然后再放大機(jī)身,開發(fā)真正的X-37。這一“縮比”型號就是X-40A技術(shù)驗證機(jī)。

▲X-40A技術(shù)驗證機(jī)進(jìn)行飛行測試

X-40A雖然是縮比型號,但是美國用它驗證了自主著陸技術(shù)、亞聲速飛行氣動特性和GPS/慣導(dǎo)融合算法。實際上,以空天飛機(jī)這種氣動布局(機(jī)體粗大、機(jī)翼小、升阻比低。適合高速飛行),實現(xiàn)大氣層內(nèi)低速飛行和自主著陸還是很困難的,當(dāng)年X-40A就出現(xiàn)過在0.4馬赫俯仰控制難以穩(wěn)定的問題,不過好在后來都解決了。

▲波音公司后來的X-37B自主降落機(jī)場跑道成功

2001年,X-40A技術(shù)驗證機(jī)完成了驗證數(shù)據(jù)收集和設(shè)計目的,當(dāng)年五月底就正式退役。2002年NASA與波音公司簽署合同,正式開始X-37A的研制計劃,合同金額3億美元。實際上X-37A還是為進(jìn)一步驗證自主著陸技術(shù)打造的,總共只生產(chǎn)了一架。由于相比X-40A,該機(jī)的重量和體積大幅增加,所以無法再使用直升機(jī)吊運,只能利用固定翼飛機(jī)吊運至高空投放做試驗。

▲固定翼飛機(jī)攜帶X-37A驗證機(jī)

此后,由于NASA投資目標(biāo)的轉(zhuǎn)移導(dǎo)致經(jīng)費有限,X-37項目被交給美國國防高等研究計劃局(DARPA),2006年以后X-37項目被調(diào)整為最高保密級別,項目相關(guān)的各種研究測試基本上就再也不公開了。

▲X-37B空天飛機(jī)各種參數(shù)細(xì)節(jié)圖

X-37B的發(fā)射任務(wù)迄今為止,X-37B已經(jīng)執(zhí)行了五次發(fā)射任務(wù)。2019年10月27日,美國空軍宣布X-37B空天飛機(jī)于美國東部時間當(dāng)天凌晨3時51分在肯尼迪航天中心著陸場成功著陸。這是X-37B軌道試驗飛行器的第五次飛行任務(wù)(OTV-5)。至此,在第五次飛行任務(wù)已經(jīng)在軌飛行了780天(超過兩年),打破其第四次飛行創(chuàng)造的在軌718天的記錄,并且使其多次任務(wù)一共在軌時間提高到2865天。

▲2019年10月,X-37B成功從太空返回降落在肯尼迪航天中心

其實說其軍事用途,很重要的一點就是其軌道高度和長時間在軌能力。上文已經(jīng)說了其具備長時間在軌的能力,其第二次飛行時的軌道高度為“近地點320公里,遠(yuǎn)地點333公里”,這已經(jīng)高于卡門線(是一條位于海拔100 km處,被大部分國家認(rèn)可為外太空與地球大氣層的界線的分界線),這樣就避免了入侵其他國家領(lǐng)空的問題,這可比一般偵察機(jī)好多了,在X-37B軌道高度進(jìn)行偵查拍攝的話,既沒有糾紛,又比偵查衛(wèi)星靈活,至少這種可復(fù)用的空天設(shè)備,攜帶的偵查設(shè)備可以及時更換,至于其他空天打擊武器什么的,現(xiàn)在談還為時尚早。

▲美國空軍X-37B軌道試驗飛行器5米整流罩

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