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百吨货物 1 幼时全球送达!美军“脑洞大开”的火箭货运是否可走?

发布日期:2021-11-30 13:21    点击次数:185

一、美国空军添大火箭货运项现在扶持力度

美国空军在前不久公布的 2022 财年预算申请清晰挑出了 " 火箭货运 " 项现在,在 2022 财年预算需求中申请 4790 万美元,相比 2021 财年的 973 万美元大幅增补,清晰添大了技术研发的扶持力度。美国空军计划将所申请的经费用于演示初首单程运输能力,行使商业火箭向条件简陋的地点进幸运输,以验证这一切念的可走性,详细请求包括:运载能力达到 100 吨级,兼顾载货和载人能力;在一幼时内抵达全球任何地点;火箭十足可重复行使;可在众栽专门规条件降落落和作业;载货舱能够敏捷装卸;可再入大气层后空投货物。火箭货运有看开辟清新的军事运输方式,极大升迁战略运输的效果,从而为异日军事对抗带来新的隐微转折。据悉,将有众家航空航天企业进入美国空军的候选承担名单,但是显而易见的是,SpaceX 肯定在候选名单的前线,而且现在来看,星舰也是最有能够甚至唯一有能够实现这一庞也许念的项现在。

二、星舰计划概述

星舰运输体系最早由 SpaceX 在 2016 年 9 月正式挑出,经过众次方案迭代优化,现在方案采用两级构型,由优等超重和二级星舰构成,全长约 120 米,箭体直径约 9 米,首飞总重约 5000 吨,运载能力可达到 100 吨。优等超重安置 31 台猛禽液氧 / 甲烷发动机,采用与猎鹰 -9 火箭相通的垂直回收方式;二级星舰安置 6 台猛禽液氧 / 甲烷发动机,其中包括 3 台海平面版和 3 台真空版发动机,可在离轨后行使升力式气动减速和发动机制动实现垂直柔着陆。所以,星舰运输体系具有十足重复行使的能力。

SpaceX 从 2018 年最先直至今日,先后研制 14 型试样样机并赓续开展试飞做事,秉持着快速迭代、赓续试错的原则,星舰的研制历程可谓 " 屡战屡败、屡败屡战 ",从最早的原型机 MK1,到后来的 SN-1~SN-4,再到 SN-5 和 SN-6 实现 150 米弹射测试成功,再到 SN-8~SN-12 赓续遭遇落地时爆炸的难题,终于在今年 5 月,SN-15 顺当完善亚轨道试飞,并坦然返回地面,标志着星舰研制取得里程碑式挺进,为星舰实现入轨飞走奠定了主要基础。正是倚赖着星舰的快速挺进,在今年早些时候,SpaceX 计划击败强劲竞争对手,使得星舰成为 NASA 载人登月计划载人登陆器的唯一中标项现在,中标金额为 29.8 亿美元,这标志着星舰计划正式获得美国官方庞大立项声援。

三、星舰计划与火箭货运

(一)发展历程

其实这不是美军第一次挑出 " 火箭货运 " 的概念,早在美苏太空争霸期间,美国的麦道飞机公司曾挑出过 Ithacus 单级入轨火箭构想,高约 60 米,载重约 130 吨货物或 1200 名士兵,可在 1 幼时内将士兵、装备和物资运抵全球肆意地点,从而降矮对海表基地的倚赖。Ithacus 的幼型化版本可装载 33.5 吨货物或 260 名士兵,以两架一组的的样式安放到企业号核动力航母上,一架用于运输人员,一架用于运输货物。但是受限于那时的技术能力与单次行使无法承受的振奋成本,过于超前的思想仅中止了在概念构想阶段。

随着 SpaceX 的 SN-15 星舰成功实现垂直柔着陆,标志着航天运输体系重复行使技术取得庞大突破," 火箭货运 " 的概念终于有看在不久的异日变成现实。

(二)上风特点

相比于传统航空运输,星舰用于火箭货运具有四个隐微的稀奇上风:一是运输速度快,倚赖着轨道或亚轨道飞走,星舰只必要不到 1 幼时即可到达全球肆意地点,相比之下,C-17 跨越宁靖洋必要 13 个幼时,星舰的运输速度有内心上的升迁,可已足稀奇情况下的答急所需;二是载荷能力强,星舰设计运载能力达到 100 吨,可一次运送两辆 M1 坦克,具备快速战略运输的能力,超过 C-17 的 77 吨,达到与 C-5 相等的运载能力;三是对降落请求不高,星舰采用垂直降落回收,相比 C-5 和 C-17,省往了跑道,美国空军也请求具备在专门规地面降落的能力;四是行使变通方便,原由 80km~100km 以上属于各国公共的太空空间,针对相答速度请求高的义务,规避作恶侵占异国领空的麻烦。

(三)军事行使

倚赖着稀奇的特点及上风,星舰用于火箭货运在快速相答运输、答对突发事件、永远在轨驻留等方面具有汜博的军事行使前景。

快速相答运输:若环宁靖洋等地区爆发高对抗搏斗,原由受到壮大对手区域拒止力量的赓续封锁,传统的 C-17、C-5 等空基运输力量等因运输时效和生存力题目难以抵近,美军在前面基地有能够暂时失踪通例海、陆、空运后勤补给能力,这时星舰装载重达 100 吨前面急需的装备和武器,在一幼时内快速抵达、垂直着陆在美军前沿基地,在无法坦然着陆时也可直接空投货物,从而首到高对抗条件下快速弥补作战急需的关键作用。

突发事件答对:若全球某炎点地区发生政局悠扬或人道主义不幸时,本国公民的生命坦然受到主要胁迫,亟需与时间赛跑危险开展声援走动,而传统的空基、海军答急办法因局势不明或距离较远无法敏捷投入力量,星舰可快速抵达,在大使馆附近着陆,运载人员或关键货物敏捷起飞返回本土,也可在无法坦然着陆时空投装备和武器,为受困人员挑供第暂时间的援助,为后续拯救走动赢得珍贵时间。

永远在轨驻留:倚赖异日太空添油技术发展,议定众次在轨添注燃料,星舰永远驻留太空成为能够,再添上壮大的载荷能力,相通强化版的 X-37B,星舰可挑前预置各栽对地、对空、对天等传感器、武器载荷,甚至成为 " 轨道轰炸机 ",在必要时可实走全球周围内的安放,以快速答对急剧转折的局势。

(四)风险与挑衅

不能无视的是,现在火箭货运技术尚处于追求阶段,离真实行使还有很长一段距离,主要在坦然、成本、行使等方面还存在着风险和挑衅。最先,最关键的是面向异日战场环境,大型火箭在前面地区的生存力是存在的疑问的,尤其是再入大气层和降落阶段,满载燃料的火箭就是敌方导弹和战斗机的理想抨击现在的,如何挑高货运火箭的生存能力、实现火箭的矮可探测性是必须攻关的题目。再次,相比航空运输而言,即便有重复行使技术的添持,火箭货运的成本照样是个湮没的隐患,固然与之前的猎鹰 -9 和重型猎鹰火箭迥异,星舰计划计一致级和二级都是可重复行使的,可进一步降矮火箭行使成本,SpaceX 计划异日星舰的一次发射成本可降至 200 万美元,即便这样,也远高于 C-17 运送 70 吨货物的成本 54 万美元,更适用于请求快速相答的答急义务。另表,在体系化作战中,如何使得货运火箭融相符现在美国空军的作战保障体系,包括快速相答义务规划、货物快速装卸、发射 / 着陆场行使等,都必要赓续追求攻关。

四、异日展看

今年 8 月 SpaceX 即将进走星舰首次轨道飞走验证,明年美国空军也将正式授出火箭货运的开发相符同。以 SpaceX 的研发速度,能够在异日的几年之内,吾们就会看到从美国空军租用的 SpaceX 星舰,从美国本土首飞,在一幼时之内抵达美驻日军事基地,而从星舰上卸下的货物是 2 辆 M1 主战坦克,或者 200 名全副武装的士兵。(作者:张洪礼)

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