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伯爵 | 2013-2-2 23:08:43

{:4_408:} 中國航天飛機計劃

中國也曾有過航天飛機的研制計劃。當時在載人航天方面有宇宙飛船與航天飛機兩條道路。美國在實現載人登月后放棄了飛船發展,轉而研發可以反複使用的航天飛機並取得了一定的成功,但是航天飛機無法克服在發射過程中因強烈震動而造成隔熱瓦脫落的問題,而相比于航天飛機,宇宙飛船則不存在上述情況,因而要安全得多。我國在發展載人航天的過程中是走飛船的道路還是走航天飛機的道路曾經産生過廣泛的爭論,以當時的主流意見來看,走航天飛機的發展道路占了上風,因此在此后的一段時間中我國也全力開始了航天飛機的研制。

我國的航天飛機研制計劃最早提出于80年代中期,構想起于發展天軍的戰略,最早將其歸屬于863計劃子項目編號204的航天附屬項目中,是一個由宇宙飛船到航天飛機的漸進構想。當時,美國航天飛機成功首飛取得了巨大的轟動,所以我國國內主導意見是上航天飛機項目,宇宙飛船當時根本排不上號。在整整爭論了三年后,1992年中國載人航天計劃工程正式制定,提出了研制和運行以空間站爲核心的載人航天系統,而天地往返系統確定爲宇宙飛船,即后來的神舟系列宇宙飛船。當年力主宇宙飛船方案的航天專家王希季院士回想道:“如果中國當時研制航天飛機,那麽現在載人計劃(神舟飛船)恐怕早就下馬了。
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長城一號航天飛機風洞模型,經過了空氣動力試驗。


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中國921載人航天工程中的“長城一號”航天飛機,采用無垂尾布局,自帶火箭發動機。
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中國在1988年制造出來的4種航天飛機方案和宇宙飛船方案,當年被譽爲“五朵金花”,最后選擇了最右邊的神舟系列宇宙飛船。
航天飛機是一種垂直起飛、水平降落的載人航天器,它以火箭發動機爲動力發射到太空,能在軌道上運行,且可以往返于地球表面和近地軌道之間,可部分重複使用,由軌道器、固體燃料助推火箭和外儲箱三大部分組成。雖然世界上有許多國家都陸續進行過航天飛機的開發,但只有美國與前蘇聯實際成功發射過。

航天飛機因具有重複發射、運載量大等宇宙飛船不可比的優越性而一度受到熱捧。但這種由200多萬零件組成的高度複雜系統,可靠性非常差。事實證明美蘇兩國設計的航天飛機並沒有達到當初設想的目標。每次發射之前的檢查、維護、修理都成爲浩繁的工作。原計劃每架航天飛機的設計壽命應是20年、100次發射,但美國總共5架航天飛機加起來才發射了100多次,20年的機體壽命卻已超過,每次發射的成本也被證明遠遠高于當初設計目標。

更關鍵的是,在載人航天事業中,沒有什麽比宇航員更珍貴的,確保宇航員的生命安全,是第一重要的任務。迄今,全球曆次載人航天失事一共造成22位宇航員喪生,而在美國兩次航天飛機失事中喪生的宇航員就占了14位,其比例之高令人吃驚。在技術和安全的雙重壓力下,蘇聯的“暴風雪”、歐洲的“赫爾梅斯”(Hermes)等航天飛機計劃相繼下馬。
“863計劃”爲中國的載人航天開辟了道路

航天技術是“863計劃”《高技術研究發展計劃綱要》七大領域中的第二領域,主題項目是:大型運載火箭及天地往返運輸系統、載人空間站系統及其應用。“863計劃”出台后,航天領域成立了兩個專家組,一是大型運載火箭及天地往返運輸系統,代號863-204;二是載人空間站系統及其應用,代號863-205。1987年,在原國防科工委的組織下,組建了“863計劃航天技術專家委員會”和主題項目專家組,對發展我國載人航天技術的總體方案和具體途徑進行全面論證。
“863—204”專家組在1987年4月發布《關于大型運載火箭及天地往返運輸系統的概念研究和可行性論證》的招標通知,以招標方式選擇在技術方面有優勢的單位,按要求各自論證載人航天方案。航天部、航空部、國家教委、中科院、總參謀部、國防科工委等系統60多家科研單位參加了這場大論證,僅航天部所屬的單位就有一、三、五、八等四家研究院分別參加了投標。由于是科學界里的技術概念論證,沒有太多的行政干預,所以這番討論思想相當解放,視野相當開闊,是中國航天技術發展史上前所末有的。
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在不到2個月的時間里,各競標單位提出了11種技術方案。“863—204”專家組篩選出6種方案,要求他們在1988年6月底前,完成技術可行性論證報告,以便參加高層專家的評審。雖然1987年的方案距今已有二十二年之久,但是我們今天翻看它們,仍然不得不爲我國科學家的大膽和卓識油生敬意。
方案一: 航天部五院508所提出的載人飛船方案。這個方案看起來不那麽時髦,似乎有些落伍。它用火箭把飛船發射升空,飛船靠降落個定點返回,類似蘇聯使用的聯盟號飛船。論證方認爲,飛船是一種經濟、技術難度都不很大的運輸器,在時間上能保證21世紀初期投入使用,經費上不會突破國家2000年前投資的總盤子。根據我國的國情,在很長時間內航天運輸的規模不會很大,使用一次性飛船的投資效益比會比可重複使用的航天飛機好的多。飛船可爲空間站和航天飛機進行技術探路,空間站建成后還可作爲太空救生艇,即使航天飛機、空天飛機研制成功,飛船也可以與其大小搭配,成爲其有益的補充。
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方案二: 航天部一院一部提出的天驕一號小型航天飛機方案。它與方案三的長城一號航天飛機接近,所不同的是軌道器不帶主動力,返回時利用自身結構滑翔著陸。天驕一號借助運載火箭送入軌道,即可載人又可載貨,可部分重複使用,研制周期15年,它是當時世界擁有航空技術實力的國家正在發展和準備發展的運輸器。以法國爲首的歐共體集歐洲十幾個國家的力量,正在聯合攻關赫爾墨斯小型航天飛機,這種飛機以美國航天飛機爲原型,縮比1/6研制。中國如完成此方案,可以爲發展空天飛機和火箭飛機解決許多技術難題。
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方案三: 航天部上海航天局805所與航空部604所共同提出的長城一號航天飛機方案。它垂直起飛,水平降落,部分重複使用,軌道器帶主動力可自主飛行。這個方案基本是以我國現有大型火箭爲基礎,雖有一定技術風險,但並非沒有可能解決。
方案四: 航天部北京11所提出的V-2兩級火箭飛機的方案。它像火箭一樣垂直起飛,如飛機一樣水平著陸,以火箭發動機爲動力,可完全重複使用。這個方案既有新型高空高速飛機的技術,又有新型氫、氧、烴火箭發動機技術,它需要先搞二個初級型,后搞最重要的軌道器部分,再搞全尺寸的火箭飛機,時間進度亦在2010年前后。
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方案五: 航空部601所提出的H-2空天飛機方案。它可以像飛機一樣水平起飛和降落,使用吸氣式渦噴組合發動機,可完全重複使用。這是一種集航空、航天技術爲一體的高技術方案,技術難點較多,特別是吸氣式渦噴組合發動機在國外也是一個久攻不克的難關,英國曾經提出過這種方案,后來放棄了,所以沒有可借鑒的經驗。但是它符合瞄準世界前沿的戰略思想,一旦2015年能獲成功,則我國的航空航天技術可一步到位世界先進水平,或大大縮小與世界先進水平的距離。
方案六: 航空部611所對法國正在研究的赫爾墨斯小型航天飛機的綜合分析,論證方認爲法國搞的航天飛機在政治、經濟、技術背景與我國有相似之處,其總體技術與航天部一院一部提出的天驕一號小型航天飛機方案類似,是航天飛機諸方案中最省力、省時的方案。611所正在與國外開展航空技術方面的合作,可以一並引進國外的有關技術。

經過一年多的論證,專家委員會于1988年7月在哈爾濱召開了評議會。航天專家選取了五種方案進行深入論證和對比分析,分別是宇宙飛船、不帶主動力的小型航天飛機、帶主動力的航天飛機、兩級火箭飛機和空天飛機。1988年7月20日至31日,上百位航天專家彙集哈爾濱,根據五種方案的主題報告,討論決定最終“機型”。

專家們的主導意見是:航天飛機和火箭飛機雖然是未來天地往返運輸系統可能的發展方向,但我國目前還不具備相應的技術基礎和投資力度,尚不宜作爲21世紀初的跟蹤目標;帶主動力的航天飛機要解決火箭發動機的重複使用問題,難度比較大;可供進一步研究比較的是多用途飛船方案和不帶主動力的小型航天飛機方案。
航天飛機與宇宙飛船之爭

在仔細研究了材料后,“機型”之爭最后集中到兩個方案:一是原航天部下屬的上海八院和北京一院提交的“長城一號”航天飛機方案,二是北京五院提交的宇宙飛船計劃。在專家的評審表上,兩個方案的得分非常接近,前者是83.69分,后者是84分。

此后,圍繞中國載人航天如何起步,飛船方案論證人員和航天飛機論證人員展開了長達3年的學術爭論。“863—204”專家組于1989年7月完成了《大型運載火箭及天地往返運輸系統可行性及概念研究綜合報告》。報告提出了由初級到高級兩步走的途徑:第—步,充分利用我國返回式衛星回收的技術,以較少的經費和較短的周期(在2000年左右)研制出初期的天地往返運輸系統—多用途飛船,使得我國盡快突破載人航天技術,解決有無問題,滿足初期空間應用的要求。第二步,在2015年左右研制出先進而經濟的天地往返運輸系統—兩級水平起降的空天飛機,以適應未來空間站大系統發展的需要。

1989年8月,國家航天領導小組辦公室主任丁主任收到了航空航天部火箭技術研究院高技術論證組寫來的一封信,信中的主要觀點是“航天飛機方案”大大優于“多用途飛船方案”。信中提到:載人飛船作爲天地往返運輸手段已經處于衰退階段,航天飛機可重複使用,代表了國際航天發展潮流,中國的載人航天應當有一個高起點。搞飛船做一個扔一個,不但不能爭光,還會給國家抹黑。而載人飛船方案論證組認爲,載人飛船既可搭乘航天員,又可向空間站運輸物資,還能作爲空間站軌道救生艇用,且經費較低,更符合中國的國情。航天飛機無論是造價還是維修費用以及發射場建設都相當昂貴,中國此時還不具備航天飛機的生産工藝條件。

1989年,航空航天部黨組專門委托莊逢甘、孫家棟兩位專家主持召開飛船與小型航天飛機比較論證會。論證會就在北京市阜成路8號的航天大院里進行。這是兩種思想的第一次面對面的交鋒。航空航天部北京空間機電研究所高技術論證組組長李頤黎作爲載人飛船方案的代言人,從技術可行性、國家經濟承受能力和技術風險等方面將載人飛船方案與小型航天飛機方案作了比較。李頤黎畢業于北京大學數學力學系,是錢學森當年講授《星際航行概論》時帶的四大弟子之一。
對于比較論證會,他顯然是有備而來:“歐洲發展小型航天飛機憑借的是航空技術優勢,而我國航空技術不具有優勢。歐洲小型航天飛機這條路尚未走完,技術風險大、投資風險大、研制周期長的弊病就已暴露出來了。”“美國有錢,他們有4架航天飛機,每架回來后光檢修就要半年時間,美國的航天飛機飛行一次就得4億5億美元;俄羅斯也有3架航天飛機,其中一架飛過一次,另一架正準備飛,還有一架是做試驗用的。因爲沒錢,現在也飛不起了。歐空局研制的‘赫爾墨斯號’小型航天飛機也是方案一變再變,進度一拖再拖,經費一加再加,盟國都不想干了,最后只好下馬。基于上述原因,我認爲,從國情出發,絕不能搞航天飛機!

這次比較論證后,航空航天部系統內逐漸達成共識:中國載人航天發展的途徑從載人飛船起步。

論證組首席專家屠善澄院士向錢學森彙報了飛船的論證情況。錢學森很認真地聽取了屠善澄的彙報,並鄭重地表示:“將來人上天這個事情,比民航飛機要複雜得多,沒有國際合作是不行的,哪個國家自己也干不起。這是國家最高決策。在50年代要搞‘兩彈’就是國家最高決策,那也不是我們這些科技工作者能定的,而是中央定的。屠善澄問:“假如人要上天,飛船作爲第一步,您的意見怎麽樣呢?”。錢學森稍稍沈吟了一下:“假設要人上天,第一步可以是這樣。如果說要搞載人,那麽用簡單辦法走一段路,保持發言權,是可以的。”

雖然當時有許多人都支持航天飛機方案,但在綜合考慮了自身的技術基礎和經濟能力后,1990年5月,“863—2”專家委員會最終確定了“投資較小,風險也小,把握較大”的飛船方案,即利用我國現有的長征2E運載火箭發射一次性使用的宇宙飛船,作爲突破我國載人航天的第一步;在2010年或稍后再建成載人空間站大系統。
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再補充兩張我國航天飛機模擬艙和駕駛艙以及純國産宇航服的圖片,這些都是上世紀80年代的産品~~~

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神龍空天飛機 你愛信不信,反正米畜信了~!

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george770712 + 15 + 15 感謝分享^^b

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