觀察員
-
石豪：空天飛機、高音速武器或太空戰斗機？別再迷信美國X-37B了
-
石豪科研工作者、航空航天觀察者
迄今為止，X-37B總共執行了6次任務，全部是軌道飛行任務，時長從半年到兩年不等。從X-37B的別稱“軌道測試飛行器”（Orbital Test Vehicle, OTV）也能看出端倪——X-37B是為軌道飛行準備的，而非臨近空間高超音速飛行。
最后，從波音X-37B的總工程師Arthur Grantz于2011年發表的文章來看，X-37B及其原型機的設計初衷，是由于航天飛機的軌道飛行時間只有10天左右，無法完成許多需要長時間留軌并返回地面的試驗。隨著航天飛機退役，聯盟號飛船在搭載宇航員后的額外運載能力有限，這種能力缺口變得尤為明顯。
在X-37B的設計中，研究人員也將其與航天飛機，而不是高超音速飛行器對比：
X-37B是一種很好的熱防護驗證平臺 | 圖片來源：Arthur Grantz@Boeing
因此可以說，X-37B確實不是一種高超音速武器。
問：X-37B真是太空戰斗機嗎？
要回答這個問題，我們先要看一看太空戰斗機與大氣層內戰斗機的區別。
說起戰斗機，我們首先想到的，可能是殲-20或者F-22這樣的飛機，它們擁有卓越的氣動設計，澎湃的動力，先進的飛控，強大的雷達，還能夠像鬼魅般在敵方雷達體系中潛行。
F-22戰斗機 | 圖片來源：Rob Shenk
這樣的戰斗機，能夠輕易改變自己的飛行軌跡和飛行姿態，在戰斗中搶占先機。
但太空戰，是一個完全不同的領域。
在地球軌道上，任何物體的軌道都可以大體看做與地球引力中心的“二體問題”，會有各種小擾動，但是大差不差。航天器的地球軌道可以用六個軌道根數完全表征，又叫軌道六要素。
圖片來源：彭成榮@中國空間技術研究院
看起來很復雜，其實對太空戰斗機來說，核心只有一個：太空作戰有自己的軌道，活動范圍在幾千到幾萬千米，想要改變軌道就要付出很大的代價。
與此相比，大氣層內戰斗機的活動范圍只有幾十到幾百千米，還可以充分利用大氣層產生升力。
大氣層內戰斗機是戰術武器，而太空戰斗機的活動范圍，是戰略級別的。
自由是要付出代價的。
物理定律將太空戰斗機自由機動、自由改變每一個軌道根數的代價都標好了價格。
這個價格就是ΔV——速度增量。每一次獲得速度增量，都會根據太空戰斗機的質量轉化為推進劑消耗，并最終累加到發射成本上。
對于改變軌道高度，改變在軌道面內位置等常規操作而言，太空戰斗機和普通衛星并沒有差別。
而對于改變軌道面與地球赤道面夾角——軌道傾角，則需要很大的速度增量，只能在大氣層外飛行的普通衛星就要消耗巨量的推進劑。
也許太空戰斗機可以飛入大氣層，巧妙利用大氣阻力完成軌道傾角的轉變？
我國科學家曾經專門對此進行了模擬仿真，用的就是X-37B的氣動模型。
圖片來源：左光（等）@北京空間技術研制試驗中心
結果，大氣變軌所需的速度增量反而比普通衛星還多。
圖片來源：左光（等）@北京空間技術研制試驗中心
當然，根據美國的文獻，在傾角改變量大于10度時，氣動變軌是可以優于傳統衛星的沖量變軌的。
圖片來源：Anil V. Rao（等）@University of Florida
但仔細一看，氣動變軌所需的速度增量依然在1000m/s以上，這對于X-37B的小身板來說，實在是太難為它了。
-
本文僅代表作者個人觀點。
- 責任編輯: 朱敏潔
-
中科院核所集體離職事件新進展：涉事所長新添重要職務
2020-09-12 08:46 -
焦點訪談：值得被夸！這些集體獲得了國家級榮譽
2020-09-12 08:43 新冠肺炎抗疫戰 -
談科技創新，習近平這些話催人奮進
2020-09-12 08:40 新時代新氣象新作為 -
增強這個第一動力 習近平對科技工作者寄予厚望
2020-09-12 08:34 新時代新氣象新作為 -
李強今天調研上汽集團，勉勵這家龍頭企業奮發有為、闖出新路！
2020-09-11 22:48 上海觀察 -
賈躍亭被終身禁入證券市場
2020-09-11 22:29 大公司 -
習近平主持召開科學家座談會強調 面向世界科技前沿面向經濟主戰場 面向國家重大需求面向人民生命健康 不斷向科學技術廣度和深度進軍
2020-09-11 21:44 新時代新氣象新作為 -
培養社會主義建設者和接班人 習近平心系青年未來
2020-09-11 21:33 新時代新氣象新作為 -
【央視快評】把建設現代流通體系作為一項重要戰略任務來抓
2020-09-11 21:29 新時代新氣象新作為 -
趙立堅：不浪費時間反駁蓬佩奧了，周末讓大家有個好心情
2020-09-11 20:53 中美關系 -
15式輕型坦克發動機總設計師劉福水去世
2020-09-11 20:17 -
邢臺通報“未成年少女疑被性侵”：8月已破案，嫌犯均未成年
2020-09-11 19:31 依法治國 -
杜特爾特會見魏鳳和：共同實現南海長久和平與穩定
2020-09-11 19:29 南海局勢 -
習近平主持召開科學家座談會
2020-09-11 19:12 觀察者頭條 -
文旅部提醒暫勿前往捷克旅游
2020-09-11 18:52 -
中方對等限制，包括美駐香港總領館！
2020-09-11 18:43 中美關系 -
微軟稱中國黑客網絡攻擊美國大選，外交部：沒興趣也無意干涉
2020-09-11 17:23 美國大選 -
致36死36傷的無錫“9·28”交通事故調查報告公布
2020-09-11 17:16 安全生產 -
王金平將率團出席第十二屆海峽論壇，國臺辦回應
2020-09-11 17:09 兩岸關系 -
北京允許外商投資國內VPN
2020-09-11 16:51
相關推薦 -
-
“中國在非洲真正贏得了民心，就連斯威士蘭…” 評論 48
“日企抱團是絕望之舉，中國工廠效率質量都是第一” 評論 101
“她下月訪華，盡管特朗普團隊表達了擔憂” 評論 50
“中國有能力讓夢想照進現實，將贏得史詩般競爭” 評論 116
美國政府“逃過一劫” 評論 126最新聞 Hot-
“中國在非洲真正贏得了民心，就連斯威士蘭…”
-
“日企抱團是絕望之舉，中國工廠效率質量都是第一”
-
“中國有能力讓夢想照進現實，將贏得史詩般競爭”
-
被災民暴罵到當場破防，馬克龍發飆：你該慶幸你在法國！
-
美高校敦促國際學生抓緊回來：萬一把中印拉黑名單呢
-
美國政府“逃過一劫”
-
“澤連斯基要求歐盟新外長：對華批評要降調”
-
澳大利亞來了，中國就得走人？澳總理這么回應
-
美媒感慨：基建狂魔發力，我們又要被超越了
-
英國剛公布新任大使，特朗普顧問就痛罵：傻X
-
“來自中國的老大哥能確保我們…”
-
俄羅斯的報復來了
-
澤連斯基罵普京“傻子”，俄方怒斥
-
還在扯皮中國，“涉華條款全刪了”
-
中國“光伏OPEC”發文嚴厲質問央企，怎么回事？
-
“最后一道貿易障礙，中國解除了！”
-
Copyright ? 2014-2024 觀察者 All rights reserved。
滬ICP備10213822號-2 互聯網新聞信息服務許可證：31220170001
網登網視備（滬）02020000041-1號 互聯網宗教信息服務許可證：滬（2024）0000009
廣播電視節目制作經營許可證：（滬）字第03952號
增值電信業務經營許可證：滬B2-20210968 違法及不良信息舉報電話：021-62376571
滬公網安備 31010502000027號
中國互聯網舉報中心
上海市互聯網違法與不良信息舉報中心
