中(zhōng)国(guó)为(wéi / wèi)何重新捡起航天(tiān)飞机这(zhè)条路线?中(zhōng)国(guó)首型航天(tiān)飞机“昊龙”总师解答
在(zài)第一0五届中(zhōng)国(guó)国(guó)际航空航天(tiān)博览会(huì)上(shàng),作为(wéi / wèi)我(wǒ)国(guó)第一型航天(tiān)飞机,“昊龙”货运航天(tiān)飞机的(de)缩比模型吸引大(dà)量观众驻足。
据中(zhōng)国(guó)载人(rén)航天(tiān)工程办公室消息,“昊龙”货运航天(tiān)飞机方案,作为(wéi / wèi)中(zhōng)国(guó)空间站低成本货物运输系统总体方案征集活动的(de)胜出(chū)方案之(zhī)一,目前已获得工程飞行(xíng)验证阶段合同。
“昊龙”货运航天(tiān)飞机总设计师 房元鹏:“昊龙”货运航空飞机是( shì)专门为(wéi / wèi)空间站的(de)上(shàng)下(xià)行(xíng)需求,定制设计研发的(de)一款航天(tiān)飞机。
“昊龙”货运航天(tiān)飞机由中(zhōng)国(guó)航空工业集团成都飞机设计研究所自(zì)主设计研制,采用大(dà)翼展、高升阻比的(de)气动布局。在(zài)整体设计方案中(zhōng),独创采用的(de)机翼整体折叠技术是( shì)一大(dà)亮点。
“昊龙”货运航天(tiān)飞机总设计师 房元鹏:在(zài)运输和(hé)发射段是( shì)属于(yú)折叠状态,进入轨道(dào)后(hòu)第一时(shí)间展开,一直持续到()飞行(xíng)器落地(dì)。
一一月一六日凌晨,经过(guò)三个(gè)多小时(shí)飞行(xíng)后(hòu),天(tiān)舟八号货运飞船成功对(duì)接于(yú)天(tiān)宫空间站,为(wéi / wèi)神舟一0九号航天(tiān)员乘组送去(qù)在(zài)轨九个(gè)月的(de)生(nián)活物资、平台设备、推进剂和(hé)科学载荷。
记者:可(kě)能(néng)在(zài)公众的(de)认知里面,就(jiù)是( shì)我(wǒ)们(men)中(zhōng)国(guó)已经有(yǒu)了天(tiān)舟货运飞船,为(wéi / wèi)什么我(wǒ)们(men)还需要(yào)有(yǒu)“昊龙”,为(wéi / wèi)什么需要(yào)这(zhè)个(gè)航天(tiān)飞机的(de)出(chū)现?
“昊龙”货运航天(tiān)飞机总设计师 房元鹏:从两方面说(shuō),首先天(tiān)舟是( shì)非常成功的(de)一款货船,它的(de)载荷比更大(dà),能(néng)够为(wéi / wèi)空间站提供在(zài)轨补给。但是( shì)它的(de)任务周期较长,对(duì)于(yú)一些短周期的(de)在(zài)轨运输的(de)适应能(néng)力略有(yǒu)不(bù)足,这(zhè)个(gè)时(shí)候就(jiù)需要(yào)一些小规模的(de)货运飞行(xíng)器,为(wéi / wèi)空间站提供短周期的(de)运输任务。
记者:这(zhè)是( shì)一个(gè)什么概念?
“昊龙”货运航天(tiān)飞机总设计师 房元鹏:“昊龙”一般携带的(de)载荷重量,大(dà)概在(zài)两吨量级,这(zhè)个(gè)刚好(hao)满足空间站三个(gè)月左右的(de)物资补给需求,所以(yǐ)“昊龙”执行(xíng)的(de)任务,就(jiù)是( shì)面向三个(gè)月左右这(zhè)样的(de)短周期进行(xíng)的(de),这(zhè)样能(néng)够为(wéi / wèi)空间站提供每年(nián)几次补给。尤其是( shì)对(duì)一些新鲜的(de)蔬菜水果等不(bù)能(néng)存储太长时(shí)间的(de),通过(guò)这(zhè)种方式,加上(shàng)我(wǒ)们(men)自(zì)身又带有(yǒu)一定的(de)冷链运输能(néng)力,所以(yǐ)为(wéi / wèi)这(zhè)些冷鲜食品提供保鲜的(de)条件。
一一月一七日晚,也(yě)就(jiù)在(zài)天(tiān)舟八号货运飞船抵达天(tiān)宫空间站的(de)第二天(tiān),天(tiān)舟七号货运飞船受控再入大(dà)气层,绝大(dà)部分器件在(zài)再入大(dà)气层过(guò)程中(zhōng)烧蚀销毁,少量残骸落入预定安全海域,历经一0个(gè)月的(de)太空之(zhī)旅后(hòu),彻底完成了它的(de)使命。而(ér)与只具备上(shàng)行(xíng)能(néng)力的(de)天(tiān)舟系列货运飞船相比,“昊龙”货运航天(tiān)飞机具备下(xià)行(xíng)能(néng)力,空天(tiān)往返、可(kě)重复使用,这(zhè)将带来(lái)全新的(de)改变。
“昊龙”货运航天(tiān)飞机总设计师 房元鹏:我(wǒ)们(men)跟星舰不(bù)太一样,星舰是( shì)一个(gè)运载工具,它实际上(shàng)更多是( shì)实现预定载荷在(zài)空间轨道(dào)的(de)投送,而(ér)我(wǒ)们(men)是( shì)实现具体的(de)货物运输任务,它实际上(shàng)作为(wéi / wèi)载荷被发射入轨的(de),发射入轨以(yǐ)后(hòu),会(huì)去(qù)主动跟空间站进行(xíng)交会(huì)对(duì)接,执行(xíng)完任务以(yǐ)后(hòu)我(wǒ)们(men)再从轨道(dào)载人(rén)返回,实现本场的(de)着陆对(duì)我(wǒ)们(men)这(zhè)款飞行(xíng)器来(lái)说(shuō),不(bù)是( shì)一个(gè)难事(shì)。
“昊龙”货运航天(tiān)飞机总设计师 房元鹏:“昊龙”因为(wéi / wèi)空间站在(zài)轨对(duì)接后(hòu),是( shì)一个(gè)组合体模式运行(xíng),我(wǒ)们(men)可(kě)以(yǐ)选择返回的(de)窗口,也(yě)同步可(kě)以(yǐ)选择着陆场。我(wǒ)们(men)选择起飞的(de)着陆场,就(jiù)实现了本场发射、本场回收,但是( shì)这(zhè)个(gè)概念并不(bù)是( shì)我(wǒ)们(men)飞行(xíng)器最大(dà)的(de)难点,应该是( shì)比较容易实现的(de)。
据介绍,“昊龙”货运航天(tiān)飞机先搭乘运载火箭发射到()预定轨道(dào),与空间站进行(xíng)交会(huì)对(duì)接,完成货物上(shàng)下(xià)行(xíng)输送后(hòu),最后(hòu)与空间站分离,在(zài)无动力的(de)情况下(xià)自(zì)主返回,在(zài)指定机场实现水平着陆。
“昊龙”货运航天(tiān)飞机总设计师 房元鹏:其实这(zhè)个(gè)过(guò)程跟航天(tiān)飞机的(de)返回方式是( shì)非常接近的(de),脱离空间站以(yǐ)后(hòu),首先要(yào)进行(xíng)自(zì)动离轨,进入再入窗口后(hòu)开始进入大(dà)气层,飞行(xíng)器在(zài)气动阻力下(xià)会(huì)快速地(dì)减速,这(zhè)时(shí)候同时(shí)会(huì)产生(nián)很高的(de)气动加热。飞行(xíng)器在(zài)热防护系统的(de)保护下(xià),在(zài)控制系统的(de)控制下(xià),来(lái)实现精确的(de)能(néng)量管理,最后(hòu)在(zài)机场跑道(dào),像飞机一样进行(xíng)水平的(de)着陆。
与天(tiān)舟系列货运飞船相比,“昊龙”货运航天(tiān)飞机更加方便快捷,能(néng)够实现低成本高频次发射,可(kě)以(yǐ)将太空快递的(de)运输成本大(dà)大(dà)降低。
“昊龙”货运航天(tiān)飞机总设计师 房元鹏:飞行(xíng)器只要(yào)实现一次重复使用,它对(duì)应的(de)分摊,对(duì)应的(de)飞行(xíng)器研制的(de)投入,和(hé)飞行(xíng)器实物产品的(de)投入,就(jiù)除以(yǐ)二,再飞第三次就(jiù)除以(yǐ)三,应该说(shuō)它的(de)飞效比是( shì)快速提升的(de),五次以(yǐ)后(hòu),我(wǒ)理解飞行(xíng)器的(de)成本,就(jiù)基本上(shàng)分摊到()不(bù)是( shì)太主要(yào)的(de)矛盾了。
记者:之(zhī)所以(yǐ)强调这(zhè)样的(de)低成本,是( shì)为(wéi / wèi)了什么?
“昊龙”货运航天(tiān)飞机总设计师 房元鹏:因为(wéi / wèi)空间站将来(lái)还面临着一五年(nián)以(yǐ)上(shàng)的(de)运营期,甚至还会(huì)延寿,甚至延寿以(yǐ)后(hòu)会(huì)更长的(de)在(zài)轨时(shí)间,大(dà)量的(de)物资补给,整个(gè)费用非常可(kě)观。通过(guò)我(wǒ)们(men)低成本的(de)这(zhè)种方式,可(kě)以(yǐ)降低整个(gè)空间站的(de)运营费用。
按照目前的(de)设计方案,“昊龙”货运航天(tiān)飞机长一0米、宽八米,不(bù)超过(guò)“天(tiān)舟”货运飞船的(de)一半。为(wéi / wèi)了提高运输能(néng)力,设计人(rén)员尽可(kě)能(néng)增加了“昊龙”货舱的(de)容积,而(ér)为(wéi / wèi)了方便航天(tiān)员进出(chū)取货,也(yě)最大(dà)限度提高了货舱通道(dào)的(de)空间。
记者:网上(shàng)有(yǒu)一些评论,说(shuō)现在(zài)在(zài)航天(tiān)飞机这(zhè)个(gè)领域,只有(yǒu)两个(gè)国(guó)家(jiā)在(zài)竞争了,就(jiù)是( shì)中(zhōng)国(guó)和(hé)美国(guó)。
“昊龙”货运航天(tiān)飞机总设计师 房元鹏:是( shì)这(zhè)样子(zǐ),美国(guó)之(zhī)前的(de)载人(rén)航天(tiān)飞机在(zài)二0一一年(nián)退出(chū)历史舞台以(yǐ)后(hòu),其实还没有(yǒu)新的(de)带翼的(de)、可(kě)返回的(de)飞行(xíng)器出(chū)现,所以(yǐ)大(dà)家(jiā)提出(chū)这(zhè)样的(de)疑问,为(wéi / wèi)什么航天(tiān)飞机已经退出(chū)历史舞台,我(wǒ)们(men)还要(yào)捡起这(zhè)条技术路线?其实当年(nián)航天(tiān)飞机的(de)研制,受历史环境的(de)影响,当时(shí)指标的(de)需求,对(duì)飞行(xíng)器产生(nián)了比较大(dà)的(de)影响,它是( shì)一个(gè)两千多吨的(de)飞行(xíng)器,它的(de)发射规模很大(dà),保障难度也(yě)很大(dà),导致多名航天(tiān)员丧生(nián)了,所以(yǐ)它并没有(yǒu)实现真正重复使用,也(yě)没有(yǒu)实现预期的(de)低成本,所以(yǐ)它在(zài)特定的(de)这(zhè)个(gè)历史条件下(xià),退出(chū)了历史舞台。而(ér)我(wǒ)们(men)通过(guò)巧妙的(de)设计,新的(de)技术理念,能(néng)够去(qù)掉它这(zhè)些弱点,能(néng)够去(qù)掉它这(zhè)些劣势,让航天(tiān)飞机重新焕发生(nián)命力,这(zhè)是( shì)我(wǒ)们(men)的(de)出(chū)路。
二0二三年(nián)九月,中(zhōng)国(guó)载人(rén)航天(tiān)工程办公室组织专家(jiā)对(duì)入选的(de)总体方案进行(xíng)审查评估,确定包括“昊龙”货运航天(tiān)飞机在(zài)内的(de)四个(gè)总体方案获得工程支持,进入详细设计阶段。
“昊龙”货运航天(tiān)飞机总设计师 房元鹏:为(wéi / wèi)了保证我(wǒ)们(men)的(de)进度,所以(yǐ)我(wǒ)们(men)飞行(xíng)器在(zài)不(bù)停地(dì)向前迭代,向前深入设计。最后(hòu)准备参加比选会(huì)的(de)时(shí)候,通知只有(yǒu)一周左右的(de)时(shí)间,当时(shí)我(wǒ)们(men)团队专门找了一个(gè)办公室,大(dà)概有(yǒu)三一0个(gè)工位,所有(yǒu)人(rén)到()这(zhè)个(gè)工位,连续七天(tiān),我(wǒ)们(men)基本上(shàng)每天(tiān)都是( shì)干到()凌晨三四点钟,第二天(tiān)又要(yào)正常来(lái)上(shàng)班。
令房元鹏和(hé)团队成员感到()欣慰的(de)是( shì),经过(guò)第二轮择优,“昊龙”货运航天(tiān)飞机方案和(hé)中(zhōng)国(guó)科学院微小卫星创新研究院的(de)轻舟货运飞船方案胜出(chū)。
“昊龙”货运航天(tiān)飞机总设计师 房元鹏:当时(shí)流泪了,第一个(gè)是( shì)我(wǒ)们(men)的(de)努力没有(yǒu)白费。第二个(gè),我(wǒ)们(men)终于(yú)可(kě)以(yǐ)参与到()国(guó)家(jiā)载人(rén)航天(tiān)工程,这(zhè)样一个(gè)重大(dà)的(de)科技创新项目,应该说(shuō)我(wǒ)们(men)又有(yǒu)激动的(de)、兴奋的(de),也(yě)有(yǒu)我(wǒ)们(men)感慨万分的(de)环节。
目前,“昊龙”货运航天(tiān)飞机已经完成方案设计阶段工作,正全面开展工程研制。“昊龙”的(de)一举一动受到()国(guó)内外的(de)高度关注,被誉为(wéi / wèi)中(zhōng)国(guó)在(zài)航天(tiān)领域取得的(de)又一重要(yào)突破。
记者:你(nǐ)一定也(yě)被反复问这(zhè)个(gè)工程研制的(de)时(shí)间长度,大(dà)概我(wǒ)们(men)什么时(shí)候可(kě)以(yǐ)看到()真实发生(nián)。
“昊龙”货运航天(tiān)飞机总设计师 房元鹏:我(wǒ)们(men)整个(gè)研制团队,为(wéi / wèi)确保这(zhè)个(gè)发射任务的(de)节点,正在(zài)全面推动这(zhè)个(gè)工作,我(wǒ)相信在(zài)不(bù)久的(de)将来(lái),很快会(huì)看到()“昊龙”货运航天(tiān)飞机入轨执行(xíng)空间站货物运输任务。我(wǒ)相信在(zài)“昊龙”实现首次货运任务以(yǐ)后(hòu),它会(huì)打开全新的(de)天(tiān)地(dì)。
记者:虽然今天(tiān)我(wǒ)们(men)看到()的(de)是( shì)货运飞船,而(ér)它其实也(yě)承载着我(wǒ)们(men)的(de)空天(tiān)梦想,今天(tiān)是( shì)带货的(de),会(huì)不(bù)会(huì)过(guò)一段时(shí)间就(jiù)能(néng)带人(rén)了?
“昊龙”货运航天(tiān)飞机总设计师 房元鹏:“昊龙”货运航天(tiān)飞机现在(zài)从能(néng)力上(shàng)来(lái)说(shuō),是( shì)物资上(shàng)行(xíng)和(hé)下(xià)行(xíng)的(de)能(néng)力,未来(lái)只要(yào)有(yǒu)上(shàng)行(xíng)和(hé)下(xià)行(xíng)需求的(de)环节,“昊龙”货运航运飞机都能(néng)发挥它的(de)应有(yǒu)作用。“昊龙”货运航天(tiān)飞机的(de)能(néng)力,为(wéi / wèi)了支撑后(hòu)续的(de)载人(rén),甚至是( shì)深空探测,应该是( shì)具备一定的(de)技术基础的(de),我(wǒ)们(men)相信随着后(hòu)续中(zhōng)国(guó)航天(tiān)事(shì)业的(de)不(bù)断发展,“昊龙”货运飞行(xíng)器也(yě)会(huì)形成系列化的(de)产品。
发表评论:
◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。