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中国高超声速飞行器首飞成功:火箭成飞行空天实验室

发布时间: 2019-05-10 14:09:13   作者:本站编辑   来源: mil.news.sina.com.cn   浏览次数:

 

  2019423日早上0728分,在我国西北大漠,国产高超声速双乘波前体在某型带翼可回收重复使用火箭的推动下,实现了成功首飞。随后,伞降系统成功运行,火箭在指定着陆点成功回收。

  此次首飞试验不仅验证了凌空天行的国产新型飞行器的飞行能力、控制技术和回收技术,同时还为厦门大学和西安电子科技大学的科学试验提供了搭载服务。

  天行一号看起来就像是一枚“装上了翅膀”的火箭,它用火箭发动机提供起飞阶段的升空动力,进入大气层边缘后逐渐转为平飞状态,可继续加速到5~10马赫的高超声速状态,利用机翼在稀薄大气获得足够的升力保持稳定飞行,抵达目的地前自然减速,最后通过伞降的方式返回地面。

  中国商业航天企业凌空天行成功研制并发射了一款独特的空天飞行器,将业务范围从航天运载拓展到了更为广阔的领域。

  地球的大气层厚度约为100公里,卫星只能在大气层外的轨道环行,否则会与大气摩擦而烧毁;另一方面,飞机只能在高度20公里以下飞行,因为高空大气太稀薄难以点燃航空发动机。

  所以在海拔20~100公里之间就留下了一段神秘的空白的区域,叫做临近空间,即大气层的边缘地带。早在上世纪70年代,科幻作家们就设想过“空天飞机”的概念——一种火箭与飞机的结合体,既可以用火箭发动机升空加速,还能够用翅膀提供升力和控制力,在稀薄的大气层边缘像飞机一样平稳飞行。

  由于高空大气稀薄、阻力更小,理论上它的飞行可以接近火箭的速度,达到现在民航客机速度的10~20倍。比如北京至上海飞行时间只需5分钟左右,1个小时内可飞抵全球各地。

  而今天,这些概念正在从科幻逐渐走向现实。民营航天企业凌空天行公司此次发射的天行1号,就是一架“空天飞机”的雏形。

  它不仅能垂直发射起飞、在临近空间按照预定航迹自主飞行,最后还能整体降落返回地面。再次装填燃料后可以重复发射使用。天行系列可以看作是“升级版”的火箭,它既能进出太空,也能在高空大气层内按照指定的航迹平稳飞行,还可整体回收。天行系列的后续型号还将具备多级动力,第一级突破大气层边缘后,第二级分离点火进入太空,提供入轨及运载服务。之后第一级沿返回轨道回到地面,以水平降落的方式进行回收。

  特别是临近空间区域,不仅是未来重要的飞行走廊,也是往返进出太空的必经之地,但人类对它的认识刚刚起步,探索其中科学奥秘需要开展大量的飞行试验。

  厦门大学利用首飞试验开展了空气动力学领域的研究。天行1号在头部安装了厦门大学的试验模型,对他们设计的一款新型发动机核心部件进行高速空气动力学实验。西安电子科技大学利用此次发射同时开展了临近空间科学观测实验和多项新技术验证试验。他们在天行号内安装了两部高能粒子探测器,对能够穿透舱壁进入飞行器内部的多种高能粒子进行统计。

  这些探测器将长期安装在天行系列飞行器上,在后续的多次飞行中,逐渐累积临近空间不同高度的测量数据,将会对未来空天飞机的电子系统可靠性设计、人身安全剂量评估提供十分有价值的参考。

  西安电子科技大学还搭载了10部新技术验证载荷。其中包括新型的一体化无线高清摄像系统,将传统的高清摄像机、图像压缩器、无线传输等三部单机集成化,体积缩小了十几倍,功耗降低至3~5瓦;并作为天行号的主摄像机,完整拍摄了掠过大气层边缘的全过程。

  他们还开展了舱内UWB无缆化信息传输技术的体系化验证,同时验证了伺服控制回路、图像数据流、多点传感器网络的高实时性无缆化传输技术。

  天行I号和II号都是单级可回收飞行器,垂直起飞、水平降落,具备回收和部分重复使用能力。其中II号是I号的升级版,其运力更强、成本更低。它们主要面向空天科学试验,可作为独立的运载器,实现可返回的亚轨道飞行;相比传统单次使用模式,可节约60%以上发射成本。

  天行III号是可回收式运载型火箭,在天行II的基础上配装二级入轨火箭,投入小卫星组网和补网的发射市场。通过在天行I/II上验证成熟的一级回收、重复使用技术,“天行III”将来可在小卫星发射市场中占据成本优势;

  摘编自http://mil.news.sina.com.cn/jssd/2019-04-24/doc-ihvhiqax4713588.shtml

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