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X-37B是空天战斗机?你可能又被专家忽悠了 张亦驰原创作品
送交者: 香椿树1 2017月05月10日09:42:46 于 [军事天地] 发送悄悄话
回  答: X37B是美国太空战的武器平台还是监控平台?香椿树1 于 2017-05-10 08:34:33

X-37B是空天战斗机?你可能又被专家忽悠了br/>

张亦驰原创作品

5月7日,在轨飞行718天后,执行第4次任务的美国X-37B轨道飞行器成功降落在弗罗里达州的肯尼迪航天中心(注意,以前X-37B均降落在加利福尼亚的范登堡空军基地)。这再次引发外界对它到底执行什么任务的好奇。实际上,自从第一架X-37B升空之时,国内就有专家称其是空天飞机、太空无人机,甚至是空天战斗机。可能后来专家自己觉得说的有点过,就给空天战斗机后面加了个“雏形”。即便如此,在很多人看来,X-37B仍然是一架上可以摘星,下可以钻地,中间还能搞侦察、反隐身的利器。今天,天天(ID:kankongtian)就来扒一扒,X-37B到底有没有那么大的能耐。
X-37B不是空天飞机!
我们先看看这个被吹上天的飞行器到底有多大,因为这从很大程度上决定了其能力。
X-37B内部结构是这样的,其载荷舱相当于一个皮卡的货仓。
X-37B机长8.9米,机高为2.9米、翼展为4.5米,发射重量为4990千克。其机身中段设计有一个顶开式的皮卡车厢大小的有效载荷舱。载荷舱的长度为2.13米,宽度为1.22米,能够容纳重达227千克的有效载荷。这个重量大致相当于一枚500磅炸弹的重量。

它自己不能上天,得靠阿特拉斯-5送。  
它发射入轨不是因为自己能上天,而是用一枚501构型的“阿特拉斯-5”(“宇宙神-5”)运载火箭送入轨道的,这枚火箭能把最多7.45吨的有效载荷送入高度407公里、轨道倾角51.6的近地轨道(大致为国际空间站所在轨道)。因此,它上天的方式本质上和卫星没有区别,甚至还不如以前的航天飞机,毕竟后者很大程度上是依靠自己携带的发动机送入轨道的(当然还有两个大推力助推器),而且其发动机还是可重复使用的。

501构型的阿特拉斯-5在其家族中运力算是中等,能将7.45吨的有效载荷送入407公里高的近地轨道。
它是不是空天飞机呢?不是!因为它是由多级火箭送上天的,然后像人造卫星、国际空间站以及航天飞机那样按照轨道力学原理在轨运行,重返大气层时与之前的航天飞机相同,滑翔水平进入跑道。它无法在大气层内依靠自身动力自主飞行,他在大气层内就是一个滑翔机而已(滑翔机可不算飞机哦),而且滑翔比还很差。简单来说,他就是一架航天飞机,国外媒体通常用space plane或者shuttle 来称呼,翻译过来都是航天飞机。当然最标准的说法还是轨道试验(飞行)器——Orbital Test Vehicle (OTV)。
那它是不是太空(航天)无人机?其实不是,但也可以说是。为什么说它不是?因为通常意义上的无人机是航空器,但这个东东却是一个不折不扣的航天器。那又为什么说它是呢?因为,我们既然承认他都是(航天)飞机了,那当然说他是太空无人机也似乎就没啥错了,因为飞机肯定包括无人机嘛。不过航天飞机(最早对应的是shuttle 港台翻译为“太空梭”)这个词当年的翻译就引发了很大争议,因为shuttle本身不是飞机,非要翻译成航天飞机,可能就会混淆了概念。但是到现在已经约定俗成了。

上能摘星下能钻地?
接下来的问题是,它能实现什么军事用途?能不能攻击别国卫星?打击地面甚至地下目标?或者说一小时打遍全球?
首先其尺寸决定了他很难携带大型的侦察设备,这样的侦察效果远不及同吨位的侦察卫星,当然变轨能力可能会强些。
这张想象图里,其货舱中放置了一枚小型卫星。
第二,其运行轨道限制了它的军事任务。迄今为止,包括X-37B在内的航天飞机均运行在400公里以下的近地轨道,在这个轨道上实行对地侦察任务尚可,但是无法执行通常在地球静止轨道执行的预警任务以及导航通信任务,执行所谓的反卫星任务也只能是在相近的轨道内,而这附近的轨道卫星种类和数量都很少。这不是美国空军在欺骗大众。在第二架X-37B执行任务期间,独立的卫星跟踪爱好者的观测结果是,这架航天飞机以205到212英里(328公里到339公里)的轨道高度围绕地球飞行,其轨道倾角为42.8度。而加拿大的一名资深业余卫星观测者称,这架飞机每旋转31圈,其地面轨迹就会重复,这需要大约两天时间。地面轨迹每2到4天重复一次是美国影像侦察卫星的一般特征,但是他也指出这还不足以认定这种轨道飞行器的任务。
第三,其航天器的本质决定了,它无法在太空中任意机动变轨,更不能掉头拐弯。它对某个目标重访周期以天计,这就决定了单架航天飞机实际上无法执行快速全球打击任务,用它攻击地面目标在多数情况下没有地面的洲际导弹来得快。
这张图可以看出,相对于之前的航天飞机,它其实是很小的。
至于抓别国卫星,这样一个平台就至少要像美国航天飞机那么大,其货舱才能容下现在的卫星。而那么大的航天飞机,需要近地轨道运载能力上百吨的火箭支撑,而这还只能抓近地轨道的卫星。
当然,这种无人航天飞机还能做得更大,飞得更高,但是高轨道返回地球,总体上成本会更加高昂,从经济性上无法和专用卫星和直接上升式反卫星武器相比。
它能不能扔几枚“上帝之杖”(关于“上帝之杖”这种小说中的武器,我们会在今后撰文好好聊聊)下去,然后给对方地下指挥所以“接近核武器的巨大伤害”?实际上,就以X-37B那皮卡车箱大小的货仓,也容不下太长的侵彻体,这就限制了其侵彻深度。而且根据计算,其往下扔的动能武器所能产生的动能,与同等重量的高能炸药爆炸能相当,但是成本和繁琐程度却大大超出后者。

它能不能进行快速响应发射战术卫星?理论上能,但是非常非常不划算。因为他本身还要依靠“阿特拉斯”送入轨道,自身的货舱又那么小,这就不如直接用火箭送卫星入轨?这就好比你们家搬家,本来用一辆厢式货车就成,可你非得把家具放到一辆皮卡上,再把皮卡塞到货车里……
当年航天飞机用来发射卫星是因为,人家的发动机是“自己带”的,还能反复利用,而且货舱足够大,即便如此还是发现不划算,不安全。
它为什么在轨时间那么长
很多媒体在宣传X-37B时都不忘记强调其在轨时间之长。这次执行任务的X-37B在轨时间达到了718天,而未来的计划是将其拓展到2085天。好长啊,给人一种不明觉厉的感觉。毕竟,当年的航天飞机在轨时间还不及X-37B的零头。X-37B为啥那么持久?
从这张图能看出其燃料携带量不少,可用于维持轨道和变轨。
在轨寿命由多种因素决定。例如仪器设备的寿命,电池寿命,生命维持系统性能(针对载人航天器),以及燃料携带量。特别是对于X-37B这种近地轨道飞行器来说,由于受到稀薄空气的影响,其会不断减速、掉高度。这就必须有足够的燃料为其维持高度。以前的航天飞机个头大,相对于这个个头,其自身携带的燃料就少得多,所以维持高度的本领就比X-37B差很多。另外其设计思想就是一个天地往返系统,就是一个太空梭,用来担负天地运输和卫星发射任务,没必要在轨那么长时间,因为有空间站执行长期在轨任务。而X-37B要做大量试验,还要变轨,其燃料舱段占了很大比重。想一想它重五吨,才能携带200多千克载荷,相当一部分重量都由动力舱段占据了。但是和卫星动辄十多年的寿命以及空间站相比,X-37B还是差远了。

X-37B的最大用途原来是干这个
那到底X-37B用来干什么?这样一说X-37B岂不是一无是处?
其实,它主要还是一个试验平台。X-37B飞行器在轨测试的新技术比航天飞机的技术先进一代。这些技术包括先进的导航和控制方式、石英陶瓷热防护系统、航空电子设备、高温结构与密封、可重复使用的保形隔热材料和轻型机电飞行控制系统。例如X-37飞行器在机翼前缘采用了一种强化单体纤维增强抗氧化剂复合材料,具有显著的抗氧化损伤的特性。X-37B还采用了全复合材料机体,在腹部采用了专门浸渍了最新型强化单体纤维绝热材料的防热瓦,可以承受1650摄氏度的高温,为下表面提供大部分热防护,比早期的航天飞机所使用的防热瓦更加耐用。另外,也不排除携带一些灵活的任务载荷的能力。这都需要验证。

这张图的信息量很多。

但是,X-37B这种技术上的先进或许对未来航天器的发展产生革命性的影响,并不能给它本身带来战术上的多大优势,更不能改变战争形态。

美国空军负责空间计划的前副部长理查德·麦金尼一再强调,OTV的角色只是作为一个纯粹的试验平台,而不是一架可重复使用空间飞行器的原型机。
返回后的X-37B.
美国科学家联盟曾发表过一份分析报告说的很客观,这份报告认为X-37B飞行器所具备的每一种任务能力都存在着相应的替代手段,成本可能更为低廉。X-37B飞行器的主要问题是找不到一项非他莫属的使命,无需返回地球的其他一些系统利用远为低廉的成本,同样可以把有效载荷送入轨道、在太空改变轨道、与卫星对接以及释放多个卫星或其他有效载荷。
实际上,如今它衍生出的一项最大用途是,让一些“专家”和媒体费尽脑汁地猜测它到底是什么用途…… 

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