时速2.7万公里!又一百吨级大飞机项目公开,半小时飞越太平洋

上世纪七十年代末乘坐新干线列车的中国人有了“快,催人跑”的感受,而“要想富,先修路。”则是我国人民几千年生产实践经验的朴素总结。例如,秦朝车同轨的驰道、隋朝的京杭大运河、汉唐的丝绸之路、明朝的郑和宝船,如今我们又建成了世界第一运营时速、运营规模的高速铁路网。高效的交通可以加快人员、物资的运输速度,从而提升生产效率。

中国高铁

在可预见的未来人类将在地面交通、航空、空天三大领域多路并进实现交通方式的新变革,而这三大领域也有着鲜明的螺旋上升式发展特性(过去不成熟不可靠的技术,随着迭代进步可以变得成熟可靠)。

上世纪90年代我国曾有发展磁悬浮还是高速铁路的技术争论,最终高铁基于现实需求和技术条件赢下了这一局。但要知道高铁有着难以逾越的速度上限,要想有更大突破就必须另辟蹊径,而随着磁悬浮技术深入发展我们又逐渐具备向更高目标发起冲击的条件。

航天科工集团飞行列车

航天科工集团近年来推出了“五云一车工程”,其中“一车”是指基于超导磁悬浮、近真空管道、电磁推进技术研制的“高速飞行列车”。第一阶段速度目标是1000公里/时,相当于民航客机的亚音速指标。远期指标则是4000公里/时,相当于3.2马赫,甚至比第五代战斗机歼-20还要快得多。

地面交通越来越快航空运输自然也要有新突破,放眼全球我国是拥有14亿级人口的世界第一大市场,最新数据显示我国仍有将近10亿人口没有乘坐飞机,但即便如此我们也即将成为全球第一大航空市场

协和式超音速客机

我们常说世界在变小是因为信息交互、交通等一系列技术突破产生的直观感受,其中航空技术进步功不可没,但现如今民航干线客机跨洲际飞行的时间成本依旧很高。

上世纪六十年代末人类先后研制出图-144协和式两款超音速客机,前者仅服役不到3年时间就草草退役,而协和式客机也因安全问题没有得到进一步发展,此后世界范围内在超音速客机领域停滞了将近20年时间。

我国绿色超声速民机构型

本月初中国科协第21届年会公布了一款绿色超声速民机项目,很显然这是超音速客机领域螺旋上升式发展的经典案例。

70年前中国航天之父钱学森率先提出“火箭客机”构想,该飞行器可以在普通机场水平起飞、同时在大气层内外空间自带动力飞行,从纽约到伦敦只需几十分钟。

航天飞机

火箭客机方案后来演变为性能弱化版的美国航天飞机,因为它不具备水平起飞功能。由于航天飞机主要用于轨道货物运输,因此客机属性较弱,后来由于安全问题被迫全部退役。

航天飞机退役并不代表这是空天飞行技术的终点,如今它又以新的形式呈现在世人面前。比如让很多航天迷如痴如醉近地轨道运力达150吨的BFR星箭,事实上也是一款带翼运载火箭,归根结底也是一款航天飞机。

BFR星箭效果图

马斯克为BFR星箭赋予了登陆火星的美好愿景,但事实上这款火箭的主要发展方向并非登陆火星,而是承担大规模卫星发射服务。比如SpaceX公司星链工程计划发射的1.2万颗组网卫星,在建设运营过程中还有同等量级规模的替补卫星发射需求。

BFR星箭远期规划还包括货物与人员的亚轨道运输服务,此时它就可以实现钱学森提出的纽约伦敦之间的快速到达构想。

我国32年前就已经提出类似BFR星箭构型

事实上BFR星箭就设计路线而言并非原创,且不说它是钱学森“火箭客机”方案衍生产品航天飞机的再发展,我国上世纪八十年代就载人航天技术路线选择时推出过多款航天飞机竞争构型,其中就包括带翼火箭构型的航天飞机,也就是说早在32年前我们就已经提出此类方案。

航天科技集团正在研制的整体式太空飞机

现如今我国也在同步发展带翼火箭航天飞机,比如航天科技集团运载火箭技术研究院的“整体式太空飞机”,这是一种垂直起飞水平降落最高飞行速度可达22马赫(近地轨道速度2.7万公里/时,洲际飞行以跨越太平洋航线为例仅需半小时,飞行全程速度并非恒定)的空天飞行器。

再入大气层

整体式太空飞机有两种构型,第一种是10吨级可以将5名乘客送入亚轨道空间,第二种则是100吨级,这个量级可以算作空天领域的大飞机,它能将20名乘客送入太空轨道,且都是可重复使用机型

不论是地面的飞行列车,还是空中的超音速客机,亦或者带翼火箭的航天飞机,它们的螺旋上升式发展轨迹说明技术发展从来都不是一蹴而就,而是不断迭代升级的发展过程。

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