第601章 你的報應就是我（1/2）

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空天飛機返回再入大氣層的空氣動力學問題比太空梭複雜得多。因為夢幻號空天飛機速度變化非常大，馬赫數從0變化到45；飛行高度變化大，從地面到幾千公里高的外層空間；返回再入大氣層時夢幻號空天飛機只有十幾分鐘。解決空氣動力學問題的基本手段是風洞。就連老大哥和米國暫時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，只能求助於計算機，用計算方法來解決，而在特斯拉宇宙資料庫里就可以驗證，在模擬器里做了約1000萬小時的風洞試驗也只是幾秒中的事情。

空天飛機里安裝了空氣渦輪發動機、衝壓發動機和火箭發動機三類發動機。空氣渦輪噴氣發動機可以使空天飛機水平起飛。當時速超過2400公里時，就使用衝壓發動機，它使空天飛機在離地面60公里的大氣層內以每小時近3萬公里的速度飛行。如果再用火箭發動機加速，空天飛機就衝出大氣層，像太空梭一樣，直接進入太空。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。亞音速飛機常採用的翼吊式發動機已不能使用．需要將發動機與機身合併，以構成高度流線化的整體外形。即讓前機身容納發動機吸入空氣的進氣道，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。

空天飛機需要多次出入大氣層，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，氣動加熱會使其表面達到極高的溫度。機頭處溫度約為1800℃，機翼和尾翼前緣溫度約為1460℃，機身下表面約為980℃，上表面約為760℃。因此，必須有一個重量輕、性能好、能重複使用的防熱系統。空天飛機的結構材料要求很高。在飛行時，它頭部和機翼前緣的表面溫度可達2760℃。這樣，像太空梭上的防熱瓦塊式外衣，就不再適用了。葉華研製了一種新型複合材料——石墨烯高熵材料來代替，並且在一些特殊部位採用新型冷卻發電裝置，避免了體內高溫的傷害。

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、抖振、起落架擺振等的作用。在這種情況下，防熱系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，所以對其他國家而言其技術難度是相當大的。

由於受氣動加熱的時間短，太空梭表面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石墨烯吸熱管來吸熱，以便把熱量轉移到溫度較低的部位來發電，也就是把機體結構與防熱系統一體化，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面摩擦所生成的熱量產生電能。

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、質量很輕的耐高溫石墨烯高熵合金。大馬島已研製出高速固化鈦硼合金，它在高溫下的強度遠超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，要求採用石墨烯複合材料，這種複合材料表面有碳化矽塗層，重量輕，耐高溫性能好。此外，科技城研發的金屬基複合材料，例如石墨烯纖維增強的鈦複合材料等，這種材料應該兼有石墨烯的耐高溫導熱發電性能，又具有金剛石的高強度特性。

隨著大馬島航天活動規模的擴大，估計在1990年，僅天宮空間站送入軌道的總重量達9萬噸，因此，每年的運輸量將猛增到數萬噸。但是當前最先進的夢幻號空天飛機運送每公斤有效載荷進入地球軌道的費用只要116美元，因此，大幅度降低航天運輸費用的大馬島已成為開展大規模航天活動的焦點。比起太空梭，夢幻號空天飛機的運輸費用降到它的1 %還少。

此外，用夢幻號空天飛機發射、維修和回收衛星，不需要規模龐大、設備複雜的航天發射場和長達一兩個月的發射前準備，也不受發射窗口的限制。它完成一次飛行任務後，經三天的維護就能再次起飛，能適應頻繁發射的需要，它的投入使用，將使人類可以方便地進入空間，「登天」不再成為難事。

提高飛機的飛行速度一直是航空界努力的目標。從50年代起米國就開始探索和研究高超音速飛行，30多年來，時起時落，一直沒有取得重大突破。夢幻號空天飛機的成功研製將帶來航空技術的新飛躍，將使航空技術從超音速飛行躍入高超音速飛行的時代，無疑，將會進一步推動航空工業的發展。空天飛機作為一種高超音速運輸機，具有推進效率高、耗油低、載客（貨）量大、飛行時間短等優點，是實現全球範圍空運的一種經濟而有效的工具，特別是快要推出的遊俠民航飛機，它起飛噪音只有超低60分貝，這又是另外一個賣點，70分貝相當於走在鬧市區，60分貝也只是正常交談的聲音而已。協和式飛機的起飛噪音119.5分貝，側向噪音112.2分貝，進場噪音116.7分貝。經常處於噪聲困擾之中，會出現記憶力減退、失眠等症狀。有研究顯示，長期在機場、鐵道附近生活或者工作的女性懷孕後，嬰兒智力低下和畸形的比例要明顯高於其它地區。

空天飛機還具有重要的軍事價值，可作為戰略轟炸機、戰略偵察機和遠程截擊機使用，這對進一步發揮戰略空軍的作用具有重要意義。夢幻號空天飛機最高時速45馬赫，可在海拔300公里的繞地軌道飛行。在有人駕駛時，能在常規機場水平起飛和著陸；還可在大氣層內飛行，就算是飛行馬赫數為5，從美國的紐約飛往東京只需2小時；也可作地球大氣層外的軌道飛行，此時的飛行速度為45倍音速，僅需50分鐘就能繞地球一周。除作常規的民航機外，它還可代替現有的太空梭作軌道飛行。使用高超音速航空太空梭可使民航機的速度增加10倍以上，而航天飛行器的發射費用減少90%。去年2月，美國總統在國情咨文講話中，把航空太空梭稱作新的「東方快車」，開始實施空天飛機這一長遠發展計劃，總費用預計為數十億至200億美元，要求它在本世紀末投入使用。夢幻號空天飛機是航空航天技術一體化的體現，能在常規飛機跑道上起飛和著陸，自由方便地往返大氣層的一種新型飛行器。其起飛重量不到第一代太空梭總重的1/5（約500噸），而運載能力則提高5倍多（達150噸以上），這樣就可大幅度降低航天運輸費用。

在未來太空戰中，既可以當作航空兵參加戰鬥，也可以參加天軍行列，在太空戰場上，它可以把大的衛星送入地球軌道，一次投放多顆衛星更是它的拿手活兒；它能對在軌道上運行的衛星進行維修或回收，當然也可以對敵國的衛星實施破壞，甚至收為己有；它能向空間站運送或接回太空人和各種物資；更重要的是它還能執行各種諸如攔截、偵察和轟炸等軍事任務，它是比太空梭更為靈活、速度更快、戰鬥力更強並且功能更多的一種新概念太空武器。

對於其他國家而言，空天飛機在動力、武器系統、具體作戰領域等方面仍處於基礎技術的預先研究和摸索階段，具體概念還不是甚為清晰。包括美國，「獵鷹」計劃都還在進行技術驗證和工程機理研究，距離實戰應用還有一段曲折的道路要走。大馬島大張旗鼓的宣傳空天飛機研究計劃，不排除宣傳和展示實力的意圖。空天飛機應被看做一種潛在威脅，現在夢幻號空天飛機已成為現實，對老大哥和米國來說，大馬島的發展已遠遠超出了他們的控制。

空天飛機飛行速度很快，便於實現全球範圍內的快速客運，地球上任何兩個城市間的飛行時間都用不了1個小時。夢幻號空天飛機，乘客685人，可在62公里高度和6萬公里航程內巡航。儘管太空梭比起一次使用的運載火箭前進了一大步，但仍有諸如故障頻繁，費用昂貴等許多不足。而空天飛機與太空梭不同，它的地面設施簡單，維護使用方便，操作費用低，在普通的大型機場上就能水平起飛和降落，具有一般航線班機的飛行頻率。夢幻號空天飛機的大小與雷神A380相似，更多地具有飛機的優點。它以新能源為燃料，在大氣層飛行時，充分利用大氣中的氧氣。加之它可以上萬次的重複使用，真正實現了高效能和低費用的優點。這使空天飛機在即將到來的空間商務競爭中立於不敗之地。

夢幻號空天飛機的成功反映出一種趨勢，不僅存在著太空梭向普通飛機轉換的工業路線，而且也存在著普通飛機向太空梭轉換的工業路線，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，這將是未來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。

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在外星人電腦上看到夢幻號空天飛機和天宮空間站對接後，五十個華人航天員在失重狀態下小心翼翼進入空間站。無意中加入的袁潔英和羅美薇都圍在那兒看不願意離開屏幕。

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