說起(qǐ)最大的飛機,許多航空迷都(dōu)會想起(qǐ)前蘇聯研制的安-225運輸機。它不僅有一張蠢萌的網紅臉,背負暴風雪号航天飛機飛行的英姿更讓人印象深刻。

不過(guò),安-225保持了30多年的“最大飛機”紀錄即將(jiāng)被打破。據報道(dào),由微軟聯合創始人保羅·艾倫和太空探索技術公司(SpaceX)老闆埃隆·馬斯克共同建造的巨型飛機——平流層發(fā)射運輸機(Stratolaunch),近日已完成(chéng)發(fā)動機點火測試,即將(jiāng)首飛。

馬斯克用2架波音拼出史上最大飛機 萬米高空射火箭

如果說安-225運輸航天飛機的能(néng)力讓人驚歎,平流層發(fā)射運輸機的絕技,則是在萬米高空發(fā)射火箭。

兩(liǎng)架波音拼出“巨無霸”

相比安-225,平流層發(fā)射運輸機的長(cháng)度略遜,約72.5米;翼展卻超出了三分之一,達到了117米。如果讓它趴在足球場上,“腦袋”“胳膊”都(dōu)得伸出場外。

這(zhè)麼(me)大的飛機是怎麼(me)造出來的?中國(guó)航空報航空專家張寶鑫說:“是用兩(liǎng)架波音747客機拼出來的。”

馬斯克用2架波音拼出史上最大飛機 萬米高空射火箭

平流層發(fā)射運輸機采用了雙機身設計,如同哥倆搭着肩并排站在一起(qǐ),機身之間的主翼大梁用于外挂載荷。

馬斯克用2架波音拼出史上最大飛機 萬米高空射火箭

張寶鑫表示,該飛機的研制并沒(méi)有進(jìn)行太多技術創新,而是采用大量成(chéng)熟技術和材料來實現設計思路。“制造商先買兩(liǎng)架波音747拆掉,一共8台發(fā)動機,往平流層發(fā)射運輸機上用6台,還(hái)富餘倆。原本波音上面(miàn)的飛控、航電等設備,仍可以繼續使用。”他說,如此設計不僅可以節約成(chéng)本、降低研發(fā)制造難度,也有助于更簡便地獲得飛行許可,讓飛機盡快投入市場運作。

從飛機“肩膀上”起(qǐ)飛優勢多

艾倫和馬斯克打造這(zhè)架飛機,當然不僅是爲了創造吉尼斯世界紀錄。張寶鑫介紹,該飛機將(jiāng)用于在空中發(fā)射飛馬座火箭,把質量不太大的載荷送入太空,占據一部分商業發(fā)射市場。

張寶鑫說,飛馬座與普通垂直發(fā)射的火箭不同,而是采用水平發(fā)射方式。其發(fā)射與戰鬥機發(fā)射導彈很相似,都(dōu)是由飛機帶到空中,釋放後(hòu)先自由下落,再點火飛行。不同的是導彈是空對(duì)空或空對(duì)地飛行,火箭則要通過(guò)修正、偏轉,再向(xiàng)上飛出大氣層。

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航天專家龐之浩介紹,這(zhè)種(zhǒng)空中發(fā)射方式,相當于讓航空器和航天器組合成(chéng)爲兩(liǎng)級的空天飛機。用航空發(fā)動機替代火箭一級,在大氣層内飛行效率更高;火箭“站在飛機肩膀上”起(qǐ)飛,也能(néng)節省初始階段飛行的燃料。

張寶鑫表示,與傳統陸基發(fā)射相比,空基發(fā)射可節省成(chéng)本約30%;飛機可重複使用,也能(néng)降低發(fā)射成(chéng)本。不過(guò)最終成(chéng)本是多少,還(hái)需要試飛、試射後(hòu)進(jìn)行檢測計算。

馬斯克用2架波音拼出史上最大飛機 萬米高空射火箭

空中發(fā)射還(hái)有諸多優勢。龐之浩說,飛機能(néng)把火箭送到高空任何地點發(fā)射,可以免受地面(miàn)天氣限制,還(hái)能(néng)擴大軌道(dào)傾角範圍,增加發(fā)射窗口機會。同時這(zhè)種(zhǒng)方式響應速度快,适合應急發(fā)射。張寶鑫說,從安全角度來說,隻要脫離機構不發(fā)生故障,安全性還(hái)是比較高的。飛機可以把火箭帶到公海上空發(fā)射,即使火箭點火失敗也會墜入海裡(lǐ),不會對(duì)地面(miàn)造成(chéng)威脅。

低成(chéng)本高運力的“破局者”

平流層發(fā)射運輸機并不是第一架能(néng)發(fā)射火箭的飛機。

龐之浩介紹,美國(guó)從1990年開(kāi)始嘗試空射火箭,最初是用改裝過(guò)的B52轟炸機把小型飛馬座火箭挂在機翼上發(fā)射,後(hòu)來又將(jiāng)L-1011三星客機改裝成(chéng)加長(cháng)型飛馬座火箭的發(fā)射平台。不過(guò)當時的飛馬座火箭運載能(néng)力很有限,隻能(néng)搭載幾百公斤重的小衛星。張寶鑫說,目前飛馬座火箭的發(fā)射報價約爲5600萬美元,最大載荷爲443公斤。相比可回收的獵鷹九号火箭,發(fā)射成(chéng)本要高、運載能(néng)力卻更低。

艾倫還(hái)投資了個太空旅遊項目,用“白騎士”飛機運送“太空船一号”,進(jìn)行載人亞軌道(dào)飛行體驗。龐之浩介紹,“白騎士”也是一種(zhǒng)雙體飛機,比平流層發(fā)射運輸機小;太空船一号、二号”是裝有火箭發(fā)動機的飛行器,飛行速度可達每秒2.5公裡(lǐ),搭載能(néng)力達到1.2噸。該項目中,飛行器被飛機送到約15公裡(lǐ)高空後(hòu)釋放,利用火箭發(fā)動機飛到約110公裡(lǐ)高的大氣層邊緣,能(néng)讓乘客俯瞰整個地球并感受約3分鍾的失重,再返回地面(miàn)。不過(guò),目前該項目仍處于試驗階段。

馬斯克用2架波音拼出史上最大飛機 萬米高空射火箭



在上述試驗及項目基礎上誕生的平流層發(fā)射運輸機,技術已經(jīng)比較成(chéng)熟,運力更有顯著提升。龐之浩介紹,該飛機最大起(qǐ)飛重量爲590噸,減去近230噸的自重,還(hái)能(néng)攜帶200多噸重的火箭起(qǐ)飛。鑒于飛機自身相當于火箭第一級,火箭體量實際上已經(jīng)接近中型火箭,近地軌道(dào)運載能(néng)力可達6.1噸,相較以前提高了一個數量級。“這(zhè)樣的運載能(néng)力,結合其靈活機動低成(chéng)本等特點,市場前景應該不錯。”他說。

張寶鑫也表示,該飛機的出現就是希望進(jìn)一步降低成(chéng)本,提高運載能(néng)力,充當“破局者”角色。

記者了解到,如果測試順利,平流層發(fā)射運輸機有望于2019年進(jìn)行首次示範性發(fā)射。龐之浩認爲,今後(hòu)一段時期,該飛機將(jiāng)主要實施商業發(fā)射。未來随着其技術更成(chéng)熟、運力進(jìn)一步提升,或許還(hái)能(néng)發(fā)射載人飛船。