第601章 你的报应就是我（1/2）
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空天飞机返回再入大气层的空气动力学问题比航天飞机复杂得多。因为梦幻号空天飞机速度变化非常大，马赫数从0变化到45；飞行高度变化大，从地面到几千公里高的外层空间；返回再入大气层时梦幻号空天飞机只有十几分钟。解决空气动力学问题的基本手段是风洞。就连老大哥和米国暂时也不具备马赫数可以跨越这样大范围的试验风洞。即使有了风洞还需要作上百万小时的试验，那意味着就是昼夜不停地试验，也需要花费100多年的时间。于是，只能求助于计算机，用计算方法来解决，而在特斯拉宇宙数据库里就可以验证，在仿真器里做了约1000万小时的风洞试验也只是几秒中的事情。
空天飞机里安装了空气涡轮发动机、冲压发动机和火箭发动机三类发动机。空气涡轮喷气发动机可以使空天飞机水平起飞。当时速超过2400公里时，就使用冲压发动机，它使空天飞机在离地面60公里的大气层内以每小时近3万公里的速度飞行。如果再用火箭发动机加速，空天飞机就冲出大气层，像航天飞机一样，直接进入太空。当空天飞机以6倍于音速以上的速度在大气层中飞行时，空气阻力将急剧上升，所以其外形必须高度流线化。亚音速飞机常采用的翼吊式发动机已不能使用．需要将发动机与机身合并，以构成高度流线化的整体外形。即让前机身容纳发动机吸入空气的进气道，让后机身容纳发动机排气的喷管。这就叫做「发动机与机身一体化」。
在一体化设计中，最复杂的是要使进气道与排气喷管的几何形状，能随飞行速度的变化而变化，以便调节进气量，使发动机在低速时能产生额定推力，而在高速时又可降低耗油量，还要保证进气道有足够的刚度和耐高温性能，以使它在返回再入大气层的过程中，能经受住高速气流和气动力热的作用，这样才不致发生明显变形，才可多次重复使用。
空天飞机需要多次出入大气层，每次都会由于与空气的剧烈摩擦而产生大量气动加热，特别是以高超音速返回再入大气层时，气动加热会使其表面达到极高的温度。机头处温度约为1800℃，机翼和尾翼前缘温度约为1460℃，机身下表面约为980℃，上表面约为760℃。因此，必须有一个重量轻、性能好、能重复使用的防热系统。空天飞机的结构材料要求很高。在飞行时，它头部和机翼前缘的表面温度可达2760℃。这样，像航天飞机上的防热瓦块式外衣，就不再适用了。叶华研制了一种新型复合材料——石墨烯高熵材料来代替，并且在一些特殊部位采用新型冷却发电设备，避免了体内高温的伤害。
空天飞机在起飞上升阶段要经受发动机的冲击力、振动、空气动力等的作用，在返回再入阶段要经受颤振、抖振、起落架摆振等的作用。在这种情况下，防热系统既要保持良好的气动外形，又要能长期重复使用，维护方便，所以对其他国家而言其技术难度是相当大的。
由于受气动加热的时间短，航天飞机表面覆盖氧化硅防热瓦即可达到满意的防热效果，但对空天飞机则远远不够。如果单靠增加防热层厚度来解决问题，则将使重量大大增加，而且防热层还不能被烧坏，否则会影响重复使用。一个较简单的解决办法是在机头、机翼前缘等局部高温区，使用传热效率特别高的石墨烯吸热管来吸热，以便把热量转移到温度较低的部位来发电，也就是把机体结构与防热系统一体化，即把机体结构设计成夹层式或管道式，让推进剂在夹层内或管道内流动，使它吸走空气对结构外表面摩擦所生成的热量产生电能。
为了满足空天飞机的防热要求，目前正在研究用快速固化粉末冶金工艺制造纯度很高、质量很轻的耐高温石墨烯高熵合金。大马岛已研制出高速固化钛硼合金，它在高温下的强度远超钛合金在室温下的强度，这种合金适宜用来制造机身内层结构骨架。机头与机翼等温度最高的部位，要求采用石墨烯复合材料，这种复合材料表面有碳化硅涂层，重量轻，耐高温性能好。此外，科技城研发的金属基复合材料，例如石墨烯纤维增强的钛复合材料等，这种材料应该兼有石墨烯的耐高温导热发电性能，又具有金刚石的高强度特性。
随着大马岛航天活动规模的扩大，估计在1990年，仅天宫空间站送入轨道的总重量达9万吨，因此，每年的运输量将猛增到数万吨。但是当前最先进的梦幻号空天飞机运送每公斤有效载荷进入地球轨道的费用只要116美元，因此，大幅度降低航天运输费用的大马岛已成为开展大规模航天活动的焦点。比起航天飞机，梦幻号空天飞机的运输费用降到它的1 %还少。
此外，用梦幻号空天飞机发射、维修和回收卫星，不需要规模庞大、设备复杂的航天发射场和长达一两个月的发射前准备，也不受发射窗口的限制。它完成一次飞行任务后，经三天的维护就能再次起飞，能适应频繁发射的需要，它的投入使用，将使人类可以方便地进入空间，「登天」不再成为难事。
提高飞机的飞行速度一直是航空界努力的目标。从50年代起米国就开始探索和研究高超音速飞行，30多年来，时起时落，一直没有取得重大突破。梦幻号空天飞机的成功研制将带来航空技术的新飞跃，将使航空技术从超音速飞行跃入高超音速飞行的时代，无疑，将会进一步推动航空工业的发展。空天飞机作为一种高超音速运输机，具有推进效率高、耗油低、载客（货）量大、飞行时间短等优点，是实现全球范围空运的一种经济而有效的工具，特别是快要推出的游侠民航飞机，它起飞噪音只有超低60分贝，这又是另外一个卖点，70分贝相当于走在闹市区，60分贝也只是正常交谈的声音而已。协和式飞机的起飞噪音119.5分贝，侧向噪音112.2分贝，进场噪音116.7分贝。经常处于噪声困扰之中，会出现记忆力减退、失眠等症状。有研究显示，长期在机场、铁道附近生活或者工作的女性怀孕后，婴儿智力低下和畸形的比例要明显高于其它地区。
空天飞机还具有重要的军事价值，可作为战略轰炸机、战略侦察机和远程截击机使用，这对进一步发挥战略空军的作用具有重要意义。梦幻号空天飞机最高时速45马赫，可在海拔300公里的绕地轨道飞行。在有人驾驶时，能在常规机场水平起飞和着陆；还可在大气层内飞行，就算是飞行马赫数为5，从美国的纽约飞往东京只需2小时；也可作地球大气层外的轨道飞行，此时的飞行速度为45倍音速，仅需50分钟就能绕地球一周。除作常规的民航机外，它还可代替现有的航天飞机作轨道飞行。使用高超音速航空航天飞机可使民航机的速度增加10倍以上，而航天飞行器的发射费用减少90%。去年2月，美国总统在国情咨文讲话中，把航空航天飞机称作新的「东方快车」，开始实施空天飞机这一长远发展计划，总费用预计为数十亿至200亿美元，要求它在本世纪末投入使用。梦幻号空天飞机是航空航天技术一体化的体现，能在常规飞机跑道上起飞和着陆，自由方便地往返大气层的一种新型飞行器。其起飞重量不到第一代航天飞机总重的1/5（约500吨），而运载能力则提高5倍多（达150吨以上），这样就可大幅度降低航天运输费用。
在未来太空战中，既可以当作航空兵参加战斗，也可以参加天军行列，在太空战场上，它可以把大的卫星送入地球轨道，一次投放多颗卫星更是它的拿手活儿；它能对在轨道上运行的卫星进行维修或回收，当然也可以对敌国的卫星实施破坏，甚至收为己有；它能向空间站运送或接回太空人和各种物资；更重要的是它还能运行各种诸如拦截、侦察和轰炸等军事任务，它是比航天飞机更为灵活、速度更快、战斗力更强并且功能更多的一种新概念太空武器。
对于其他国家而言，空天飞机在动力、武器系统、具体作战领域等方面仍处于基础技术的预先研究和摸索阶段，具体概念还不是甚为清晰。包括美国，「猎鹰」计划都还在进行技术验证和工程机理研究，距离实战应用还有一段曲折的道路要走。大马岛大张旗鼓的宣传空天飞机研究计划，不排除宣传和展示实力的意图。空天飞机应被看做一种潜在威胁，现在梦幻号空天飞机已成为现实，对老大哥和米国来说，大马岛的发展已远远超出了他们的控制。
空天飞机飞行速度很快，便于实现全球范围内的快速客运，地球上任何两个城市间的飞行时间都用不了1个小时。梦幻号空天飞机，乘客685人，可在62公里高度和6万公里航程内巡航。尽管航天飞机比起一次使用的运载火箭前进了一大步，但仍有诸如故障频繁，费用昂贵等许多不足。而空天飞机与航天飞机不同，它的地面设施简单，维护使用方便，操作费用低，在普通的大型机场上就能水平起飞和降落，具有一般航线班机的飞行频率。梦幻号空天飞机的大小与雷神A380相似，更多地具有飞机的优点。它以新能源为燃料，在大气层飞行时，充分利用大气中的氧气。加之它可以上万次的重复使用，真正实现了高性能和低费用的优点。这使空天飞机在即将到来的空间商务竞争中立于不败之地。
梦幻号空天飞机的成功反映出一种趋势，不仅存在着航天飞机向普通飞机转换的工业路线，而且也存在着普通飞机向航天飞机转换的工业路线，使高性能军用飞机向着兼具航天功能的方向发展。这种趋势预示着未来高性能战斗机将具有航天功能，这将是未来战斗机所要实现的革命性跨越。可多次使用的航天发射载具——空天飞机将是创建外层空间基地的主力军。
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在外星人电脑上看到梦幻号空天飞机和天宫空间站对接后，五十个华人航天员在失重状态下小心翼翼进入空间站。无意中加入的袁洁英和罗美薇都围在那儿看不愿意离开屏幕。
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