最近,亿万富翁和微软联合创始人保罗·艾伦宣布创建一家新公司,主要使命之一就是协助研制迄今为止体积最大的飞机,这种飞机已经秘密研制多年,它是如此的大,以至于媒体给其一个“航天母舰”的名字。航天母舰有何神功?将要担当何种使命?
最近,亿万富翁和微软联合创始人保罗·艾伦宣布创建一家新公司,主要使命之一就是协助研制迄今为止体积最大的飞机,这种飞机已经秘密研制多年,它是如此的大,以至于媒体给其一个“航天母舰”的名字。不过,这架最大的飞机已经有一个自己的外号,那就是东西方都有传说的、一口能吞下一头大象的神鸟——大鹏。
大鹏完成品拼装的构想图
大鹏有多大?
很难想象大鹏翼展有多长,不过我们可以想想百米跑道。大鹏的翼展有117米,这意味着,其长度可以在上面举行一个百米竞赛。
一提起翼展最大的飞机,人们首先想到的可能是安-225“梦想式”运输机,但翼展最大的其实不是它,而是“休斯H-4大力神”巨型水上运输机。不过,几年后,“翼展第一”的头衔就非大鹏莫属了。
大鹏与休斯H-4大力神、安-225、A380以及波音747的大小比较
大鹏使用六个波音747-400上使用的发动机来为它提供动力,实际上,其外形看上去,就好像是由两架波音747对接在一起形成的。
大鹏能干嘛?
大鹏野心勃勃,其主要任务是将卫星、航天器甚至乘客送入太空。运送方式不难让人明白:在大鹏身体的中间部分,有一个安放火箭的位置。
飞机在机场起飞,到达九千多米的高空后放飞火箭。火箭发动机开启,进一步冲入太空。
大鹏放飞火箭示意图
为什么火箭不干脆利落地从地面发射直接进入太空?使用大鹏这种发射方式到底有什么好处?
我们都知道,为了将有效载荷运到太空,运载火箭的第一级,需要捆绑多根大推力的助推火箭,但这带来一个问题,捆绑助推火箭虽然能带来很大的推力,但同时也极大地增加了运载火箭的重量。为了这额外增加的重量,又需要不断增加推力,这是一个矛盾。如果能用飞机把火箭运到一定的高度,并使火箭具有一定的初速度,那么火箭的体积和重量都会急剧减少,这能极大地节约成本。
飞机可以重复使用很多次,寿命长达数年,但是助推火箭,只能使用一次。而设计制造大鹏的本意,就是为了节约成本。
成本的节约还体现在其他地方,比如,不需要建造固定的发射架,只要有机场就行。而现有机场总量很大。这意味着,火箭的发射不受固定发射架地域的限制,只要在有适合条件的机场就行,这给火箭的发射带来了很大的灵活性。
飞机发射航天器?并非首创
从飞机上发射航天器这想法并不新鲜,早在半个世纪前,B-52同温层堡垒轰炸机就这么干了。
1961年,X-15火箭飞机从B-52同温层堡垒轰炸机上发射
B-52轰炸机首飞于60年多前,至今仍在升级改造,老东家波音公司说,B-52能飞到它100岁的时候。从这里我们能看出,B-52确实很会延年益寿,而它的法宝就是紧跟时代。
在巡航导弹大发展,轰炸机受到冷落时,B-52跳出来说,我可以发射巡航导弹,我就是一个完美的巡航导弹发射平台。
正在发射巡航导弹的B-52
冷战结束,当人们聚焦于低成本航天时,B-52又说,发射火箭,我也行。
1991年,飞马座火箭脱离B-52轰炸机后点火发射。中间远处的那架监控飞机为战斗机。
飞马座火箭是一种小型的有翼运载火箭,负责把443公斤以下的卫星运载到低轨。
以上事实都说明,从大飞机上发射火箭的想法和行动早就有了,然而,不同的是,诸如B-52这样的大飞机,它能发射的只是小火箭,并且还是发射到低轨。而大鹏,将走得更远。它将把卫星或者航天器运到太空,以后还能把乘客送到太空游玩。这是它的使命,这才无愧于它的大。
大鹏的前身
大鹏不是一下子蹦出来的,它有前身,这就是“白色骑士1号”和“白色骑士2号”双体式飞机。
白色骑士1号,其主要作用是作为母舰机用以发射“太空船1号”
太空船1号是一架太空飞机,使用混合式固体火箭引擎,有双尾翼及可变的半三角翼机翼,在不同阶段,机翼会变成不同状态
太空船1号进行过多次飞行。其设计因满足“替换不得超过空重(除燃料之外的重量)10%的条件”,因而赢得1000万美元的安萨里X大奖。这里面,也有微软创始人之一的保罗·艾伦的影子,他为太空船1号的研发,提供了2500万美元的赞助。
白色骑士2号主要用来运送“太空船2号”,配置4台PW308涡轮风扇发动机,搭载火箭时可以发射200千克卫星到地球低轨道
大鹏的设计灵感来源于白色骑士2号,在外形上它就是白色骑士2号(长24米,翼展43米)的放大版。
大鹏动画演示视频截图,中间携带的为其载荷——火箭。
大鹏发射运载火箭想象图
大鹏何时见?
2015年2月,人们第一次见识了大鹏。美国贝克斯菲尔德电视台对大鹏进行报道并播放了相关视频。视频中,其中一个机身正在组装之中。
组装中的大鹏。通过红圈中的工作人员,可以对比出大鹏的规模。组装地选在美国加利福尼亚州东南部的莫哈维沙漠。
组装完成后,大鹏将进行相关飞行试验,预计2018年初步开展业务。
美国航天飞机退役后,美国很多公司开始向低成本航天努力,比如美国航天私企Space X公司研制的“猎鹰9号”,最近一年,都在密集地发射。虽然每次降落回收时都以失败告终,但我们可以看见Space X公司为了这一赌注而付出的巨大努力。一次次的失败告诉我们,他们在拼。如果成功,这无疑是低成本航天的一大进步。
而大鹏,同样也是走低成本航天的路子,与猎鹰9号相比,它们孰优孰劣,恐怕得好多年后才见分晓。而这两种低成本航天的方式,无论哪种更成功,哪种适应性更广成本更低,对于人类航天来说,都代表着巨大的进步。
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