爱吱声

标题: 航天飞机三十年3——Space Shuttle Jr. [打印本页]
作者: bayer    时间: 2012-6-17 18:49
标题: 航天飞机三十年3——Space Shuttle Jr.
本帖最后由 bayer 于 2012-6-19 23:39 编辑 : R+ q) o5 \  r. v8 j( M. {" p( d
& z% U2 H8 h( z; X; p
X-37B在轨道上飞行了469天后重新返回了地面，军方没有解释为什么原定270天的飞行计划延长了200天。5 P' |, A, y7 Y6 {' I% L

0 h: _1 E+ _; UX-37B项目主管McIntyre中校说：“我们只是瞧瞧飞行器的在轨时间究竟能延长多久。”3 m2 K% e$ D& G/ ~# ?" v
, b; K( u- K) p$ E6 J& U4 s- l. B7 S* A
2010年4月22日，美国空军从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地SLC-41发射第一架X-37B OTV-1，“阿特拉斯5号”火箭执行了此次发射任务，于当年12月3日返回地面。6月16日着陆的是第二架X-37B OTV-2，于2011年3月5日发射升空。0 i2 T8 K; ~2 |4 T% ?+ ^
1 E9 F! p5 o0 x; b; _! x
) J  V) W: z; s* D$ I
X系列验证机向来吸引人们的眼球，X-37B被国内很多媒体热潮称为太空战机，甚至有一些官媒称之为人类首架太空战机云云。1 N' B. ~  s0 Z9 f- v

1 O: q2 D  g% l其实X-37验证机最初是NASA与波音公司用于验证轨道飞行试验和先进再入技术的试验机，有国外的科技博客称之为space shuttle Jr（第二代航天飞机），其目的是通过新技术的运用降低航天成本，实现载人航天器的高效廉价的重复使用。$ M1 A$ D% N2 T6 l+ W7 ~! q
  d! w. \: m7 v
而军事化则有那么一点点意思，即使现在的X-37B也仅仅是轨道试验飞行器(Orbital Test Vehicle)，距离实战还有很长的距离。9 H6 @' a, R$ K5 O( ]* R! G

5 M+ {- T8 m' _& K8 x起源
# A# _/ I! L$ S3 ?0 \; _0 k1 \% b9 h+ K5 _. r2 K
1998年NASA的马歇尔研究中心提出了Future-X计划，次年7月7日NASA和波音公司正式签署了一项为期4年的协议，开发X-37验证机，NASA发展X-37目的是验证下一代航天飞机的技术，为计划中的轨道航天飞机(OSP)提供技术与验证。项目经费1.73亿美元，NASA出资1亿美元，波音公司出现金6700万美元，另有1600万美元实物投资。同年8月1日美国空军介入该项目，条件是X-37进行在轨飞行270天的试验 ，验证太空飞机长时间轨道驻留的可能性，其目的是以X-37为基础“对可重用太空飞行器技术进行太空试验，降低风险，使用方案开发，用于支持太空长期发展计划”，在技术成熟时发展空军自己的SMV（空间机动飞行器）。因此，X-37可以看做是美国在X-20后军用空天飞机领域的再次尝试。4 O  m$ d* ]: |) x
! p7 |$ G- d. R1 K: c

2 _% O; Y2 z) C7 q/ {
' v* a+ ~. k: n: `% f验证
! Y6 |: k+ _8 Z5 ^/ U! g
$ e, j1 `6 x! ]* z: E  l& {+ T2000年5月19日，X-37的85%缩比例测试机X-40A交付使用，X-40A主要用于地面和空中测试。
, s2 v" ?' L  N- e4 F$ r- Q2001年3月14日，CH-47支奴干直升机将X-40A吊升至15000英尺高空投放，这是X-40A第一次上天。' Y& t3 M5 S# R+ V/ v0 t3 r
随后4月到5月间，X-40A又进行了6次空投试验，进行了电子系统、自动驾驶系统、导航系统和先进机体等技术验证。# `. Z& F' {% k6 Q5 D
: e5 J/ ?& [, C" O
! a; F8 h3 v8 ]+ r, S, p% V$ x
2002年，军方停止出资，但NASA和波音签订了3.01亿美元合同继续进行研制工作。
- H8 F4 P$ j$ \. `4 Z( k% |2003年，军方又追加投资，以进行270天在轨试验。
/ p, L2 @6 y4 K8 Q2004年，小布什提出重返月球计划，NASA退出一系列近地轨道项目转向登月计划， X-37也转交给美国国防先进技术局(DARPA)进行开发，自此X-37成为机密项目。
2 |5 [( X- M5 f, M/ U$ Q2006年11月17日，美国空军宣布由快速反应能力办公室主导，以X-37A为基础发展出X-37B，称之为轨道试验飞行器(Orbital Test Vehicle)，NASA和AFRL也参与了相关工作，波音公司为主承包商。
0 K9 }0 k" O/ t8 }6 e/ x6 b, f- h5 w% @3 F& ^- }% X: d
测试
8 e4 W  W' s, O" f) r
0 \$ @" F; h! eX-37验证机长度8.38米，发射时重量5.45吨，翼展4.57米，试验货仓长度2.13米，直径1.22米，载重227千克。/ J- e: M; M' q" e7 p+ e) C3 z
无动力投放试验原计划采用B-52飞机携带，维珍银河的怀特霍恩和鲁坦通过公关，将试验载具变成了白骑士，这算是阴险的约翰牛借米帝的平台搞推销吧 。2 f% x7 E; M- x) L

3 y; l/ v. |$ q6 j5 C% W0 y& O5 t2005年6月21日，白骑士携带X-37首次升空，投放试验预计在2006年2月中旬进行，但是受风雪的影响未能实现，3月份由于大风继续推迟，之后虽然升空但是数据链出现故障未能完成测试便返回基地了。7 V; A, _7 g" M# A2 d0 I* X
1 A+ Z5 k0 u2 _; `" p. H
+ _& A/ |% Y7 B; i5 y! u5 c. G

0 ]( l, L% I4 y2006年4月7日，X-37进行了首次无动力自由滑翔飞行测试，着陆时X-37 冲出跑道导致机头受损。之后，在8月18日和9月26日又进行了两次试验。
2 V* F% _! ?# e* X. ]
5 J( v' v/ u) X1 g后续的轨道试验也不顺利，原计划X-37将由航天飞机带入太空，由于费效比太差，外加受哥伦比亚号事故的影响，决定改用Delta II 7920发射，随后又由于整流罩问题改用Atlas V或是DeltaIV火箭发射，预定2006年试飞。
' k/ y4 V6 l9 z/ y# p/ J1 T) }8 V
虽然最后决定用Atlas V火箭2008年发射，不过又几经推迟到2010年4月22日，才由美国空军从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地SLC-41发射升空，于当年12月3日返回地面。
0 l  a  W4 @' X6 U# f
# W  w! y8 o! s2 z$ |
' A+ \* b3 F: e  I2 e& {( }0 I6月16日着陆的是第二架X-37B OTV-2，于2011年3月5日发射升空。2 q9 u1 i0 J) C& f; E1 a: R
9 B2 ~$ i. Q5 G+ F- O& R! [
! t; _  m9 L* [9 _4 V; ]- C8 T
技术7 J. ^$ r, y0 y2 y* J
X-37原计划具备21天在轨能力，配备AR2-3发动机，使用H2O2和JP-8煤油作为推进剂，推力约31千牛。
! ?+ W, K4 x7 n4 o* D, y军方接受项目后，改为使用更为成熟的MMH和N2O4燃料。
" d+ h2 e: y/ Q
* |* u0 ?( _4 N3 K9 [% KX-37B除了自动返回着陆系统外，使用的新技术还包括高动压高温环境下在机体迎风面上使用的共形可复用绝热涂层，耐高温的新型陶瓷前缘防热瓦，新的碳-碳化硅防热材料，适于长期在轨运行的轻型起落架，适于快速更换设备的模块化机体，用于全程确定状态速度的GPS/INS系统，高性能共形有源X波段通信天线，自主在轨非合作交会技术等。0 Z* c% ^: |3 |7 ~* H8 o7 V4 n, x

; I& e+ p+ H, [% MX-37B即将验证的新技术对于美国空军继续推进SMV的试验具有很深远的影响，有翼的X-37B的继续发展对于世界范围内有翼可复用飞行器也是个不小的鼓舞。
( t) z, E+ S; ]" l; m
! W) r+ Y5 T6 W) o) A$ y% ^4 a) \2 `& l  F" Y. }4 r! _

6 A! L1 n1 b/ mSMV
# L" ]3 H, E! F1 d" i
3 M2 y! M, w. G众所周知，X-37是SMV（空间机动飞行器）的技术验证机，也就是美国版的米格-105 套鞋。事实上SMV同套鞋一样是军用航天飞机(MSP)的一部分。
$ ^6 U& P' E3 e: H3 F8 f8 y# O9 A" w$ l+ o# T, w
MSP包括用于快速发射的可重用空间作战飞行器SOV，可重用的轨道机动飞行器SMV，还有SOV的上面级：通用航空飞行器CAV和将载荷送入高轨道的模块化入轨级MIS。
$ x, d, U$ G! a5 y7 [' G( {% r, X2 |) ^  p# Y
SMV是一种可重复使用，可长期在轨并进行轨道机动的飞行器，并具备返回地面后72小时内重新升空的能力，它本身不能独立对陆打击，实际作战需要携带CAV来实现。
( F. h9 j8 t$ N' c) _6 `" V5 g ; W# j4 n& ?  h- _/ q4 J; P
作为SMV技术验证的X-37B使用Atlas V火箭来发射，不可能用于快速打击。关于太空战斗机的传闻，其实是将技术验证的X-37B与计划中的SMV混淆的结果。" _" `7 u3 Z6 n! m' f* M

8 M. E6 l) T+ A7 @就X-37B本身来说，尽管和早期SMV的尺寸基本一致，但是本身主要用于技术验证，按照其所需要验证的种种技术也正说明这些相关技术还远未成熟，如SMV要求12个月的在轨维持能力，而X-37B只会逐步验证270天的在轨能力，更不要说发射SMV的SOV运载工具实用还遥遥无期，SMV各种作战能力所需要的载荷也在研制中远未成熟。: T7 m* Z  Q6 z2 P" o

8 y8 e( f5 e  ?) t+ t/ A4 ~
7 d% D/ k5 \8 \. d$ w2 a================5 A4 K3 S0 Y$ ^: t  i

3 _+ a+ C+ ]" q7 ^; X* l) e  b各种航天器对比
* f4 E" P# [. Y( b$ K9 n9 _5 v2 ^6 t" p5 D1 X  S+ N; L: _

7 O/ F  M9 ~$ T  T9 p, e图中黑色表示现役飞船，灰色表示已退役，蓝色在建，红色已取消。
1 E2 q- S6 R6 `( E! L2 @* Q0 U& k左上角可以找到天宫一号，右上角能找到神舟。& ~* e5 N' _# s; g: f" B. o  ~% F

+ D( C1 g3 l* c" M7 }; ]从左至右从上至下：: [  O' t9 G$ R. k" [! e( Z
: \( A7 }4 L, o1 J2 d7 l. T& a
Spaceshipone：太空船一号，第一艘私人设计试飞的太空船；, t3 M% N* E' x. V' c
% s( O! Y$ Z; Z/ N
Skylon：“云霄塔”太空飞机，一种能够由喷气式发动机模式自由转换为火箭模式的超级发动机。在4小时之内到达世界任何一个角落的梦想。体长82米左右，能够在民用飞机跑道上起飞并上升至2.8万米的高空，还能够以超过音速5倍的速度冲出地球大气层进入太空中。
( q/ f; t8 d) [( A+ S
+ `2 N. Z, d% j1 L. P* XSoyuz：联盟号宇宙飞船，是苏联研制的第三代载人飞船。
+ f5 ]0 z) [7 p6 A9 M9 x2 w. [( g% f$ t( f
Venturestar：冒险之星，是1996年美國洛克西德·马丁以单级入轨（SSTO）、可再用的發射型運輸工具（RLV）等理念所提出的一項設計提案，這項提案計畫的主要目標是開發出一種可再用（即重複使用）的無人式太空飛機，並運用此種飛機將人造衛星順利發射到原先設定的軌道上，根據估算此種新式的人造衛星發射法其發射成本將只有現今航天飞机發射法的十分之一，倘若此新方式成功可行日後冒險之星將可用來取代航天飞机。
7 [3 P# f0 ~- Y$ I4 y
6 Y7 E; J, q- X7 A5 u4 NApolo：阿波罗登月舱，是阿波罗宇宙飞船登月直接登月的部分。$ m3 ]* l( ?( c) d4 K
$ w( j  n" z. Z& z  o% Q
Hermes：欧空局与国际空间站对接的航天飞机项目。
, q# p# {: C, o  M! j/ T8 a7 |4 m" J( l4 Q. d* f
Gemini：双子座计划，是美国的第二个载人航天计划，计划实施于水星计划和阿波罗计划之间，在1965年至1966年间共有10次载人飞行。
7 U6 m3 h1 X( W/ b; q0 N
0 W7 e, p* ~8 B2 g8 {5 KXCOR Lynx：XCOR航天公司的一种亚轨道太空飞机。
1 k* x- a5 E+ V; [" F7 d, F# R7 m( v$ w; O6 O3 f4 U* c) ?8 Z4 S- K
Kliper：欧空局与俄国合作开发的新一代载人航天器，并计划于2011年发射。
  |5 f0 y+ j( p
9 X& f, A% l& q( W! b6 USpaceshiptwo：太空船2号，一部亞軌道飛機，以攜帶太空遊客。這飛機是由太空船公司，一家由縮尺複合體公司及維珍集團共同的合資企業開發，是Tier 1b計劃的一部分。飛機於2009年9月7日於加洲 Mojave Air and Space Port 正式向公眾宣佈。維珍銀河太空線計劃於2011年經營共五架次飛機隊的載客私人太空飛行服務，票費需20萬美元。8 z! x0 t5 `" k2 y$ a/ b

# i) h% N# U1 DCST-100：波音公司开发的宇宙飞船。. ^9 A6 j- y  ?2 B

0 I( ~1 S/ ?) E& v- DSpace Shuttle：航天飞机，你懂的。
* q5 s: ]) {. l2 j$ a$ q2 ~" a; N! t  }7 x! g6 v2 B
Mercury：水星计划中的载人飞船。
& c9 X) b; q* \' }+ r" i, l5 F0 V, k
Orion：猎户座飞船，是美國太空總署（NASA)為星座計劃研發的新一代載人太空飛行器，其每一架可以承载4至6个宇航员，原定目标是在2015年开始载人到达国际空间站。
3 C. n& V2 |) D
" o* e2 L( C+ b) xDragon：天龍號太空船，是一個由SpaceX開發的航天器。它在2010年12月成為首個由私人公司發射進入軌道並返回地球的航天器。首次任務將會是為NASA提供空運貨物到國際太空站。這些航班是由商業軌道運輸服務（COTS）及商業補給服務（CRS）的合約承辦。 2012年5月22日太空船已经给国际空间站运送了一批物质了，5月31日返回地球并成功回收。
* R) N* I- K; w( W  Q' f" t! j; o6 J$ f* m) [
Rus：俄国的新一代载人飞船。在未来几十年内这艘飞船将有望搭载俄罗斯宇航员进入太空。建造这艘飞船旨在取代俄罗斯具有40年历史的联盟号宇宙飞船。8 b& P$ R' Q! ^' H% ~7 t! l
1 ]" |; k; G- ^2 T( E/ f
Vostok：东方号飞船，加加林上太空的那艘飞船。
作者: 晨枫    时间: 2012-6-17 22:33
加点分析和评论吧。纯新闻的贴子不符合研究生院水平，将被转到水库或者杂谈。
作者: bayer    时间: 2012-6-18 10:56
晨枫 发表于 2012-6-17 22:33
( w6 V, G+ g; Y# w) h  J加点分析和评论吧。纯新闻的贴子不符合研究生院水平，将被转到水库或者杂谈。 ...

3 H) o: k( j: z7 R! ?# w- A2 Q5 b不好意思  昨天写到一半的时候停电了，就急急忙忙把半成品发出来了  我会尽快补充内容的
作者: 魔术师    时间: 2012-6-23 10:14
我对美国人的自由创新精神非常钦佩。像美国这样百花齐放式的探索和创新，中国不知道多少年以后才能做到。
! v4 j/ e( r6 J7 T" Z" U5 `1 Q" m6 |5 u4 s




欢迎光临 爱吱声 (http://www.aswetalk.net/bbs/) Powered by Discuz! X3.2