中国空天飞机实验成功,却被认为违反了物理规则,这是咋回事?

圆圆看国际 2023-04-03 23:46:05

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自中国的亚轨道运载器首次实现重复实验飞行之后,国内外对其都极为关注。国内自然都是自豪欢呼的,而国外却有不少“唱衰”的声音。

中国亚轨道运载器早就实现重复试验飞行了

比如此前就有美国网上言论称它的飞行原理违反了物理规则。他们认为目前只有美国的空天飞机技术是世界最先进的,中国只能模仿,不可能超越。即使中国实验成功了,在安全性和有效性方面肯定都存在极大的问题。

面对此类言论,我们向来都是笑而不语,这些“西方人”一向傲慢,这种说法倒也不用刻意理会,反正是骡子是马,早晚会揭晓。

中国的空天飞机技术一直在低调进步

腾云工程获阶段性成功

众所周知,空天飞机是一种将航空与航天技术结合的先进飞行器,在21世纪,它被看作是各国在航天航空领域中竞争的重要武器。

世界上包括中国在内的很多科技大国都在研制空天飞机,不过美国领先一步,于2020年5月在卡纳维拉尔角空军基地成功发射了X-37B空天战斗机,然后于2022年11月完成任务返回地球。

美国X-37B空天战斗机的几种状态

当然,我国在空天飞机的研制上进展也很快,早在2017年时,中国航天科工集团就向公众公开了名叫“腾云工程”的相关方案,还展示了中国空天飞行器的模型。

据悉,这将是我国新一代的能往返太空和地球的航天器,可执行航天发射任务,并且能重复多次使用。

中国航天科工集团三院的张红文院长表示,空天飞机可以载人运货,不论是给空间站补给物资,还是提供太空救援,都不在话下。

张红文院长对于空天飞机的基本功能进行了简单介绍

而且空天飞机与火箭的回收方式不同,它不用专门的发射基地,普通机场就能解决它的起飞降落,一旦空天飞机研发成功,能给我国的航天运输带来革命性的进步。

2018年9月,在我国空天飞机方案展示仅一年后,腾云工程就完成了组合发动机模态转换国内首飞的试验,取得了阶段性的成功。而中国航天科工集团的目标是,在2030年之前,要完成该工程空天飞机的所有研发工作。

腾云工程的方案描述里成果展现时间定在2030年

神秘的可重复使用航天器

2022年8月5号,我国的酒泉卫星发射中心发射了长征二号F运载火箭,将一枚可重复使用的试验航天器送入了太空,它会在完成任务后自行返回。

上述消息虽然报道的轻描淡写,但仍引起了国外的密切关注。

有人猜测这是中国在实验空天飞机,是实施腾云工程的一部分,因为2020年美国发射X-37B时,中国也发射过类似的神秘航天器,但可探知的消息太少了,只能通过报道中屈指可数的“可重复使用”几个字来猜测。

长征二号运载火箭为我国航天做出了历史性贡献

事实上,我国的确在2020年9月4日在酒泉卫星发射中心发射过这样的航天器,它在轨道上飞行了2天后,按计划在9月6号成功返回并着陆。

2022年8月26日,中国航天科技集团宣布自主研究的可重复使用飞行器试飞圆满成功。

而在中国宣布发射可重复使用航天器后,美国和荷兰就开始观察这枚航天器了。荷兰代尔夫特工业大学的Marco Langbroek博士还在他的个人社交媒体上发布预测,称中国的这枚试验航天器大概在8月15日降落新疆罗布泊。

荷兰一博士对这枚航天器的降落地点进行了预测

他曾两次拍到了“中国空天飞机”过境,不过很模糊,只有一个亮点,但他还是根据这枚航天器的飞行方向做了返回时间和地点的预测。结果,这个航天器并没有按照他的预想返回。

而美国更是在8月28日还监测到有中国的试验航天器,居然比8月5日飞的还高,远地高度达到518公里,近地高度达到338公里,比国际空间站的高度还要高,并且完全没有要返回的迹象。

对此,他们提出了质疑:中国的技术达不到这样长的飞行时间和高度,而且,他们还指出这个在太空中自由飞行的航天器没有使用火箭推进器,违反了牛顿第三定律。

有西方人士称中国航天器违反了牛顿第三定律

神秘航天器的事实

事实上,这本来就是两个航天器,8月26日那天回来的是另一枚可重复使用的亚轨道运载器,它没有降落在罗布泊,而是回到了内蒙阿拉善右旗的机场。

因为需要保密,我国每次对这些航天器的发射报道都相当低调,才造成了误解。

这里需要注意一下详细字眼:8月5日发射的是“可重复使用试验航天器”,而8月26日,中航集团庆祝的是“升力式亚轨道运载器重复使用飞行试验”。亚轨道技术和空天飞机,本来就是两个概念,是腾云工程将二者融合在一起了。

腾云工程是将二者结合研发

并且,升力式亚轨道运载器2021年7月就试飞成功了,2022年已经是第二次试飞了。而8月5日发射的那枚航天器,被国外多个实时卫星检测平台赋予编号为53357,还在太空飞行呢。

他们说我国的空天飞机违背物理规则,到底还是因为不相信中国能实现技术突破。

腾云工程前所未有地突破了很多技术,让空天飞机在普通机场水平起飞后,再在大气层中加速攀升。

飞机起飞时,航空涡轮发动机在提供推力,等飞行到了一定的速度,再换用冲压发动机,是飞机能在大气层中高速飞行。再到了一定的高度,准备进入太空时,再换成火箭发动机。

腾云工程空天飞机飞行有三段动力变化

这些操作利用的就是动力组合系统:涡轮、超燃冲压和火箭。这个技术早在2020年时,西安航天动力研究所就用上了。

2021年,酒泉发射亚轨道重复使用飞行器时,曾表示这方面的技术不便展示。美国搞不清楚,便认为我国不可能做到。

其实在2021年的珠海航展上,中国航天科工集团是展示过腾云工程的模型的。当时他们在展会现场展出的是两级入轨的空天飞行器,只是没有公布细节而已。

展会现场展出的只有两级入轨的空天飞行器

而我国自主研发的空天飞机有两个部分,上面像两架重叠的飞机,下面则是液体燃料发动机。运用这种发动机能让飞机的速度迅速提升到3马赫,再随着冲压发动机的推力加速,飞机在攀升高度的同时速度能提升到5马赫,最后冲到超燃冲压的速度,像火箭一样冲出大气层。

腾云空天飞机的机身还做了特别的设计,能减少自身重量和空气阻力,飞行速度自然也提上去了。

2021年底,武汉举办第七届中国国际商业航空高峰论坛时,也公布过腾云工程的进展。当时我们曾宣布过空天飞机能不做任何停留,绕地球飞行一周然后返回机场。

腾云工程的进展曾对外披露过

可美国不信,在他们的固有认知中,绕地球一周起码得飞40000多公里,他们都难以做到,更何况落后于他们的中国,他们不相信腾云有这样的突破。

事实上,根据相关信息,腾云的轨道器会在运载器的加持下越飞越快,直到脱离运载器单独飞行。它的轨道器上有火箭发动机,脱离了运载器可以继续加速,可以自主飞行、精准着陆,不停留绕地球一周根本不是什么大问题。

火箭发动机能够为脱离了运载器的飞行器加速

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