世界最大飛機(jī)正式露面,重量相當(dāng)于8架C919
2019年伊始,嫦娥4號(hào)降落月背拉開了今年空間探索的序幕,大洋彼岸的藍(lán)色起源公司也宣布將力求在今年年底前將人類送入太空邊緣,維珍銀河公司也計(jì)劃在今年夏秋季節(jié)完成第一次載人商業(yè)亞軌道飛行。這些私人航空航天公司正在快速占領(lǐng)制高點(diǎn),劃分各自不同的細(xì)分業(yè)務(wù),比如維珍銀河公司用低成本的白騎士二號(hào)載機(jī)將太空船二號(hào)火箭動(dòng)力飛行器送入100公里的高度、藍(lán)色起源公司用SpaceX式的可返回火箭將游客送入太空邊緣,并計(jì)劃在2021年完成新格倫大火箭的首飛,進(jìn)可向上與SpaceX競爭軌道業(yè)務(wù),退可與維珍銀河公司競爭亞軌道商業(yè)旅游業(yè)務(wù)。
話說回來,SpaceX的定位更高,直接將火星納入發(fā)展規(guī)劃,與其他航空航天公司拉開距離。現(xiàn)在,又有一家美國航天運(yùn)輸企業(yè)將加入競爭,這就是Stratolaunch系統(tǒng)公司,總部位于西雅圖。該公司現(xiàn)在主打產(chǎn)品為Stratolaunch移動(dòng)發(fā)射系統(tǒng),或者稱為Stratolaunch大飛機(jī),這是一種世界上最大的飛機(jī)。
起飛重量是C919的8倍,但仍然不及安-225
從數(shù)據(jù)上看,Stratolaunch大飛機(jī)翼展達(dá)到了117米,最大起飛重量為589噸。翼展超過了現(xiàn)役最大飛機(jī)安-225的88米,但最大起飛重量低于安-225的640噸。
雖然它是最大的飛機(jī),但不是起飛重量最重的飛機(jī)。這款飛機(jī)與安-225等大型運(yùn)輸機(jī)最大的不同之處在于其采用了雙機(jī)身設(shè)計(jì),這樣一來其翼展就變得很大,相當(dāng)于兩架波音747機(jī)身并列,一舉超過了安-225等大型運(yùn)輸機(jī)。我國已經(jīng)研發(fā)成功的C919客機(jī)最大起飛重量為72噸,Stratolaunch大飛機(jī)是C919的8倍。川陀太空指出,正在研發(fā)中的C929客機(jī)起飛重量為220噸左右,均小于Stratolaunch大飛機(jī),畢竟其設(shè)計(jì)和用途有很大的不同,而且你永遠(yuǎn)無法坐上Stratolaunch大飛機(jī)。
采用雙機(jī)身設(shè)計(jì)的Stratolaunch大飛機(jī)最大優(yōu)勢在于大展弦比平直機(jī)翼的中點(diǎn)位置結(jié)構(gòu)剛度是單機(jī)身機(jī)翼的20倍以上,可外掛更重的載荷,可掛載三枚飛馬座-XL火箭,比改進(jìn)型火箭發(fā)射L-1011載機(jī)攜帶的火箭數(shù)量更多,一次可發(fā)射三枚火箭,大大提高了單架次的性價(jià)比。當(dāng)然雙機(jī)身設(shè)計(jì)也有缺點(diǎn),比如嚴(yán)重考驗(yàn)主翼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,尤其是在起降時(shí)遇到強(qiáng)側(cè)風(fēng)情況下會(huì)遇到更多的麻煩。
側(cè)風(fēng)降落需要機(jī)身與跑道形成一定的夾角,雙機(jī)身此時(shí)側(cè)面迎面面積更大,一旦主翼扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度不足,就容易造成斷裂,造成嚴(yán)重的事故。目前Stratolaunch大飛機(jī)還沒有首飛,從設(shè)計(jì)開始也考慮到了這個(gè)情況,常年在強(qiáng)側(cè)風(fēng)條件下降落也將加速主翼的金屬疲勞,想必該公司的工程師有辦法解決這個(gè)問題。
Stratolaunch大飛機(jī)的用途特殊
通過數(shù)據(jù)對(duì)比我們不難看出,Stratolaunch大飛機(jī)雖然翼展比目前世界上最重飛機(jī)安-225大,但起飛重量卻小于安-225,這是為什么呢?這是因?yàn)閮烧叩挠猛敬嬖诤艽蟮牟煌0?225只有一個(gè)巨大機(jī)身,貨物都裝在機(jī)身內(nèi)部的貨艙里,而Stratolaunch大飛機(jī)為雙機(jī)身設(shè)計(jì),載荷全部集中兩個(gè)機(jī)身中部的外掛點(diǎn)上。
Stratolaunch大飛機(jī)是航空航天私企們激烈競爭的結(jié)果,該公司設(shè)想了一種可從傳統(tǒng)機(jī)場上起降的航天發(fā)射系統(tǒng),可避開天氣對(duì)發(fā)射的影響,同時(shí)也極大降低發(fā)射成本。2012年,Stratolaunch公司和SpaceX合作,后者提供一種液體燃料火箭用于發(fā)射小衛(wèi)星,但后來合作中止。
Stratolaunch公司同時(shí)又與軌道ATK公司合作,后者開發(fā)飛馬座II火箭,安裝在兩個(gè)機(jī)身之間的主翼外掛點(diǎn),在一定高度釋放后送到預(yù)定軌道。根據(jù)飛馬座II火箭的設(shè)計(jì)參數(shù),可向近地軌道部署6.1噸的載荷,足夠滿足一些小衛(wèi)星的發(fā)射需求。2017年美軍火巨頭諾斯羅普-格魯曼收購了軌道ATK公司,于是Stratolaunch公司就變成與諾斯羅普-格魯曼的合作關(guān)系,飛馬座II火箭也得到了升級(jí),變成了飛馬座-XL火箭。Stratolaunch飛機(jī)一次可外掛三枚飛馬座-XL火箭,性價(jià)比得到進(jìn)一步提升。
不過一個(gè)變故出現(xiàn)了,2018年創(chuàng)立Stratolaunch公司的億萬富翁保羅-艾倫去世了,導(dǎo)致該項(xiàng)目面臨重新調(diào)整。截止2019年1月下旬根據(jù)Stratolaunch公司的最新消息,該公司的Stratolaunch大飛機(jī)僅僅保留飛馬座-XL火箭,砍掉了二級(jí)入軌空天飛機(jī)、運(yùn)載火箭發(fā)射計(jì)劃,專注于用飛馬座-XL火箭發(fā)射小衛(wèi)星。1月9日,Stratolaunch大飛機(jī)完成地面高滑,前起落架短暫抬離地面,基本為今年首飛做好了準(zhǔn)備。
用飛機(jī)發(fā)射火箭的思路其實(shí)不算新穎,在過去20年,已經(jīng)有L-1011載機(jī)、B-52轟炸機(jī)都被改裝過用于發(fā)射火箭,這種途徑也被稱為平流層發(fā)射模式。俄羅斯也在1990年代提出了改裝安-124運(yùn)輸機(jī)來發(fā)射小型火箭,但后來沒有實(shí)現(xiàn)。平流層空射火箭可不受發(fā)射地點(diǎn)的限制,機(jī)動(dòng)性極佳,可在任意地點(diǎn)實(shí)施發(fā)射,不需要復(fù)雜的地面發(fā)射設(shè)施,發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間短,避開氣象條件限制等優(yōu)點(diǎn)。最關(guān)鍵的還是成本,相比較小型固體運(yùn)載火箭,平流層空射模式可降低至少3成的成本,這個(gè)細(xì)分市場正在被逐漸占據(jù)。
綜上,Stratolaunch大飛機(jī)已經(jīng)完成地面高速滑行,預(yù)計(jì)在今年完成首飛,用飛機(jī)發(fā)射火箭以求降低航天發(fā)射成本的做法正在實(shí)踐中。最大的好處當(dāng)然是小衛(wèi)星的入軌成本更低了,有利于航天行業(yè)的加快發(fā)展。
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