說起最大的飛機,許多航空迷都會想起前蘇聯研制的安 -225 運輸機。它不僅有一張蠢萌的網紅臉,背負暴風雪號航天飛機飛行的英姿更讓人印象深刻。不過,安 -225 保持瞭 30 多年的 " 最大飛機 " 紀錄即將被打破。據報道,由微軟聯合創始人保羅 · 艾倫和太空探索技術公司(SpaceX)老板埃隆 · 馬斯克共同建造的巨型飛機——平流層發射運輸機(Stratolaunch),近日已完成發動機點火測試,即將首飛。
如果說安 -225 運輸航天飛機的能力讓人驚嘆,平流層發射運輸機的絕技,則是在萬米高空發射火箭。
從飛機 " 肩膀上 " 起飛優勢多
艾倫和馬斯克打造這架飛機,當然不僅是為瞭創造吉尼斯世界紀錄。張寶鑫介紹,該飛機將用於在空中發射飛馬座火箭,把質量不太大的載荷送入太空,占據一部分商業發射市場。
張寶鑫說,飛馬座與普通垂直發射的火箭不同,而是采用水平發射方式。其發射與戰鬥機發射導彈很相似,都是由飛機帶到空中,釋放後先自由下落,再點火飛行。不同的是導彈是空對空或空對地飛行,火箭則要通過修正、偏轉,再向上飛出大氣層。
航天專傢龐之浩介紹,這種空中發射方式,相當於讓航空器和航天器組合成為兩級的空天飛機。用航空發動機替代火箭一級,在大氣層內飛行效率更高;火箭 " 站在飛機肩膀上 " 起飛,也能節省初始階段飛行的燃料。
張寶鑫表示,與傳統陸基發射相比,空基發射可節省成本約 30%;飛機可重復使用,也能降低發射成本。不過最終成本是多少,還需要試飛、試射後進行檢測計算。
空中發射還有諸多優勢。龐之浩說,飛機能把火箭送到高空任何地點發射,可以免受地面天氣限制,還能擴大軌道傾角范圍,增加發射窗口機會。同時這種方式響應速度快,適合應急發射。張寶鑫說,從安全角度來說,隻要脫離機構不發生故障,安全性還是比較高的。飛機可以把火箭帶到公海上空發射,即使火箭點火失敗也會墜入海裡,不會對地面造成威脅。
低成本高運力的 " 破局者 "
平流層發射運輸機並不是第一架能發射火箭的飛機。
龐之浩介紹,美國從 1990 年開始嘗試空射火箭,最初是用改裝過的 B52 轟炸機把小型飛馬座火箭掛在機翼上發射,後來又將 L-1011 三星客機改裝成加長型飛馬座火箭的發射平臺。不過當時的飛馬座火箭運載能力很有限,隻能搭載幾百公斤重的小衛星。張寶鑫說,目前飛馬座火箭的發射報價約為 5600 萬美元,最大載荷為 443 公斤。相比可回收的獵鷹九號火箭,發射成本要高、運載能力卻更低。
艾倫還投資瞭個太空旅遊項目,用 " 白騎士 " 飛機運送 " 太空船一號 ",進行載人亞軌道飛行體驗。龐之浩介紹," 白騎士 " 也是一種雙體飛機,比平流層發射運輸機小;太空船一號、二號 " 是裝有火箭發動機的飛行器,飛行速度可達每秒 2.5 公裡,搭載能力達到 1.2 噸。該項目中,飛行器被飛機送到約 15 公裡高空後釋放,利用火箭發動機飛到約 110 公裡高的大氣層邊緣,能讓乘客俯瞰整個地球並感受約 3 分鐘的失重,再返回地面。不過,目前該項目仍處於試驗階段。
在上述試驗及項目基礎上誕生的平流層發射運輸機,技術已經比較成熟,運力更有顯著提升。龐之浩介紹,該飛機最大起飛重量為 590 噸,減去近 230 噸的自重,還能攜帶 200 多噸重的火箭起飛。鑒於飛機自身相當於火箭第一級,火箭體量實際上已經接近中型火箭,近地軌道運載能力可達 6.1 噸,相較以前提高瞭一個數量級。" 這樣的運載能力,結合其靈活機動低成本等特點,市場前景應該不錯。" 他說。
張寶鑫也表示,該飛機的出現就是希望進一步降低成本,提高運載能力,充當 " 破局者 " 角色。
記者瞭解到,如果測試順利,平流層發射運輸機有望於 2019 年進行首次示范性發射。龐之浩認為,今後一段時期,該飛機將主要實施商業發射。未來隨著其技術更成熟、運力進一步提升,或許還能發射載人飛船。