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X-37B是空天戰鬥機?你可能又被專家忽悠了 張亦馳原創作品
送交者: 香椿樹1 2017月05月10日09:42:46 於 [軍事天地] 發送悄悄話
回  答: X37B是美國太空戰的武器平台還是監控平台?香椿樹1 於 2017-05-10 08:34:33

X-37B是空天戰鬥機?你可能又被專家忽悠了br/>

張亦馳原創作品

5月7日,在軌飛行718天后,執行第4次任務的美國X-37B軌道飛行器成功降落在弗羅里達州的肯尼迪航天中心(注意,以前X-37B均降落在加利福尼亞的范登堡空軍基地)。這再次引發外界對它到底執行什麼任務的好奇。實際上,自從第一架X-37B升空之時,國內就有專家稱其是空天飛機、太空無人機,甚至是空天戰鬥機。可能後來專家自己覺得說的有點過,就給空天戰鬥機後面加了個“雛形”。即便如此,在很多人看來,X-37B仍然是一架上可以摘星,下可以鑽地,中間還能搞偵察、反隱身的利器。今天,天天(ID:kankongtian)就來扒一扒,X-37B到底有沒有那麼大的能耐。
X-37B不是空天飛機!
我們先看看這個被吹上天的飛行器到底有多大,因為這從很大程度上決定了其能力。
X-37B內部結構是這樣的,其載荷艙相當於一個皮卡的貨倉。
X-37B機長8.9米,機高為2.9米、翼展為4.5米,發射重量為4990千克。其機身中段設計有一個頂開式的皮卡車廂大小的有效載荷艙。載荷艙的長度為2.13米,寬度為1.22米,能夠容納重達227千克的有效載荷。這個重量大致相當於一枚500磅炸彈的重量。

它自己不能上天,得靠阿特拉斯-5送。  
它發射入軌不是因為自己能上天,而是用一枚501構型的“阿特拉斯-5”(“宇宙神-5”)運載火箭送入軌道的,這枚火箭能把最多7.45噸的有效載荷送入高度407公里、軌道傾角51.6的近地軌道(大致為國際空間站所在軌道)。因此,它上天的方式本質上和衛星沒有區別,甚至還不如以前的航天飛機,畢竟後者很大程度上是依靠自己攜帶的發動機送入軌道的(當然還有兩個大推力助推器),而且其發動機還是可重複使用的。

501構型的阿特拉斯-5在其家族中運力算是中等,能將7.45噸的有效載荷送入407公里高的近地軌道。
它是不是空天飛機呢?不是!因為它是由多級火箭送上天的,然後像人造衛星、國際空間站以及航天飛機那樣按照軌道力學原理在軌運行,重返大氣層時與之前的航天飛機相同,滑翔水平進入跑道。它無法在大氣層內依靠自身動力自主飛行,他在大氣層內就是一個滑翔機而已(滑翔機可不算飛機哦),而且滑翔比還很差。簡單來說,他就是一架航天飛機,國外媒體通常用space plane或者shuttle 來稱呼,翻譯過來都是航天飛機。當然最標準的說法還是軌道試驗(飛行)器——Orbital Test Vehicle (OTV)。
那它是不是太空(航天)無人機?其實不是,但也可以說是。為什麼說它不是?因為通常意義上的無人機是航空器,但這個東東卻是一個不折不扣的航天器。那又為什麼說它是呢?因為,我們既然承認他都是(航天)飛機了,那當然說他是太空無人機也似乎就沒啥錯了,因為飛機肯定包括無人機嘛。不過航天飛機(最早對應的是shuttle 港台翻譯為“太空梭”)這個詞當年的翻譯就引發了很大爭議,因為shuttle本身不是飛機,非要翻譯成航天飛機,可能就會混淆了概念。但是到現在已經約定俗成了。

上能摘星下能鑽地?
接下來的問題是,它能實現什麼軍事用途?能不能攻擊別國衛星?打擊地面甚至地下目標?或者說一小時打遍全球?
首先其尺寸決定了他很難攜帶大型的偵察設備,這樣的偵察效果遠不及同噸位的偵察衛星,當然變軌能力可能會強些。
這張想象圖裡,其貨艙中放置了一枚小型衛星。
第二,其運行軌道限制了它的軍事任務。迄今為止,包括X-37B在內的航天飛機均運行在400公里以下的近地軌道,在這個軌道上實行對地偵察任務尚可,但是無法執行通常在地球靜止軌道執行的預警任務以及導航通信任務,執行所謂的反衛星任務也只能是在相近的軌道內,而這附近的軌道衛星種類和數量都很少。這不是美國空軍在欺騙大眾。在第二架X-37B執行任務期間,獨立的衛星跟蹤愛好者的觀測結果是,這架航天飛機以205到212英里(328公里到339公里)的軌道高度圍繞地球飛行,其軌道傾角為42.8度。而加拿大的一名資深業餘衛星觀測者稱,這架飛機每旋轉31圈,其地面軌跡就會重複,這需要大約兩天時間。地面軌跡每2到4天重複一次是美國影像偵察衛星的一般特徵,但是他也指出這還不足以認定這種軌道飛行器的任務。
第三,其航天器的本質決定了,它無法在太空中任意機動變軌,更不能掉頭拐彎。它對某個目標重訪周期以天計,這就決定了單架航天飛機實際上無法執行快速全球打擊任務,用它攻擊地面目標在多數情況下沒有地面的洲際導彈來得快。
這張圖可以看出,相對於之前的航天飛機,它其實是很小的。
至於抓別國衛星,這樣一個平台就至少要像美國航天飛機那麼大,其貨艙才能容下現在的衛星。而那麼大的航天飛機,需要近地軌道運載能力上百噸的火箭支撐,而這還只能抓近地軌道的衛星。
當然,這種無人航天飛機還能做得更大,飛得更高,但是高軌道返回地球,總體上成本會更加高昂,從經濟性上無法和專用衛星和直接上升式反衛星武器相比。
它能不能扔幾枚“上帝之杖”(關於“上帝之杖”這種小說中的武器,我們會在今後撰文好好聊聊)下去,然後給對方地下指揮所以“接近核武器的巨大傷害”?實際上,就以X-37B那皮卡車箱大小的貨倉,也容不下太長的侵徹體,這就限制了其侵徹深度。而且根據計算,其往下扔的動能武器所能產生的動能,與同等重量的高能炸藥爆炸能相當,但是成本和繁瑣程度卻大大超出後者。

它能不能進行快速響應發射戰術衛星?理論上能,但是非常非常不划算。因為他本身還要依靠“阿特拉斯”送入軌道,自身的貨艙又那麼小,這就不如直接用火箭送衛星入軌?這就好比你們家搬家,本來用一輛廂式貨車就成,可你非得把家具放到一輛皮卡上,再把皮卡塞到貨車裡……
當年航天飛機用來發射衛星是因為,人家的發動機是“自己帶”的,還能反覆利用,而且貨艙足夠大,即便如此還是發現不划算,不安全。
它為什麼在軌時間那麼長
很多媒體在宣傳X-37B時都不忘記強調其在軌時間之長。這次執行任務的X-37B在軌時間達到了718天,而未來的計劃是將其拓展到2085天。好長啊,給人一種不明覺厲的感覺。畢竟,當年的航天飛機在軌時間還不及X-37B的零頭。X-37B為啥那麼持久?
從這張圖能看出其燃料攜帶量不少,可用於維持軌道和變軌。
在軌壽命由多種因素決定。例如儀器設備的壽命,電池壽命,生命維持系統性能(針對載人航天器),以及燃料攜帶量。特別是對於X-37B這種近地軌道飛行器來說,由於受到稀薄空氣的影響,其會不斷減速、掉高度。這就必須有足夠的燃料為其維持高度。以前的航天飛機個頭大,相對於這個個頭,其自身攜帶的燃料就少得多,所以維持高度的本領就比X-37B差很多。另外其設計思想就是一個天地往返系統,就是一個太空梭,用來擔負天地運輸和衛星發射任務,沒必要在軌那麼長時間,因為有空間站執行長期在軌任務。而X-37B要做大量試驗,還要變軌,其燃料艙段占了很大比重。想一想它重五噸,才能攜帶200多千克載荷,相當一部分重量都由動力艙段占據了。但是和衛星動輒十多年的壽命以及空間站相比,X-37B還是差遠了。

X-37B的最大用途原來是幹這個
那到底X-37B用來幹什麼?這樣一說X-37B豈不是一無是處?
其實,它主要還是一個試驗平台。X-37B飛行器在軌測試的新技術比航天飛機的技術先進一代。這些技術包括先進的導航和控制方式、石英陶瓷熱防護系統、航空電子設備、高溫結構與密封、可重複使用的保形隔熱材料和輕型機電飛行控制系統。例如X-37飛行器在機翼前緣採用了一種強化單體纖維增強抗氧化劑複合材料,具有顯著的抗氧化損傷的特性。X-37B還採用了全複合材料機體,在腹部採用了專門浸漬了最新型強化單體纖維絕熱材料的防熱瓦,可以承受1650攝氏度的高溫,為下表面提供大部分熱防護,比早期的航天飛機所使用的防熱瓦更加耐用。另外,也不排除攜帶一些靈活的任務載荷的能力。這都需要驗證。

這張圖的信息量很多。

但是,X-37B這種技術上的先進或許對未來航天器的發展產生革命性的影響,並不能給它本身帶來戰術上的多大優勢,更不能改變戰爭形態。

美國空軍負責空間計劃的前副部長理查德·麥金尼一再強調,OTV的角色只是作為一個純粹的試驗平台,而不是一架可重複使用空間飛行器的原型機。
返回後的X-37B.
美國科學家聯盟曾發表過一份分析報告說的很客觀,這份報告認為X-37B飛行器所具備的每一種任務能力都存在着相應的替代手段,成本可能更為低廉。X-37B飛行器的主要問題是找不到一項非他莫屬的使命,無需返回地球的其他一些系統利用遠為低廉的成本,同樣可以把有效載荷送入軌道、在太空改變軌道、與衛星對接以及釋放多個衛星或其他有效載荷。
實際上,如今它衍生出的一項最大用途是,讓一些“專家”和媒體費盡腦汁地猜測它到底是什麼用途…… 

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