南天门计划与空天技术

来源:纯科学作者:文轩网时间:2024-11-16 点击:

大家好，现在还在进行中的今年第十五届、包括上一次2022年的第十四届珠海航展，让人感到很玄幻的是南天门计划，与这个计划相伴随的是中国的空天战机的曝光。南天门计划很科幻，它是中航环球文化传播有限公司构建的一个科幻的IP，里面像鸾鸟空天母舰、玄女空天战机、白帝空天战机。另外还有以鸾鸟为基础的“承影”新型无人战术机甲，“月影”应急救援飞行器，“赤霄”快速反应飞行器、“天河”地效飞行器、“寒光”通用垂直起降平台等。
你要完全说它是科幻吧，它搞得也太真实了，连每一款装备的技术可行性报告，风洞实验，详细的精确设计尺寸，采用的动力系统和材料，试飞时间等全都是按照真实的装备研发列装计划呈现的，说是为了科普之用。例如，这一届展出的白帝空天战机设计长度22米，宽12.56米，高5.6米，是1：1的作战模型。未来作战范围领域为12000米到25000米的亚太空。上一届展出的时候白帝空天战机的长度18.5米，翼展8.6米。本届白帝的机体设计尺寸有所扩大。这次展出的“寒光”通用垂直起降平台，是用于月球等低重力星球上的运输工作，上面居然还涂装了中国邮政的标识，果然是没有中国邮政到达不了的地方。

但你要说它是真实的吧，这里面有很多装备看起来又感觉是很难实现的样子。例如鸾鸟的动力系统是2组VCN-1-IV型大型机载聚变反应堆，这动力装备型号都如此明确了。地面上的核聚变托卡马克装置都还没商用化，怎么都能搬到空天载机平台上去了？不过，正好前不久我去合肥时，参观考察了中国核聚变研究基地，紧凑型聚变能实验装置(BEST)项目已经在建设中了。这是在第一代全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)基础上的后续项目，事实上已经算是一个试商用装置了，核聚变商用化的时间不再像原来永远的50年，现在其商用化已经是在进行之中了。
所以，谁又能说这么科幻的装备它一定就做不成呢？这就主打一个你如果不跟，我可能就列装了，你如果跟呢，那它也可能真的就只是一个科幻而已。
更重要的问题还不在这里，上一届 2022年的珠海航展上，同时曝光了一个“鸣镝”MD22宽域飞行器，这个可是一款真实的空天战机概念且实际测试飞行过的验证机型。它的飞行速度可达7马赫的高超音速，飞行高度可接近100公里的卡门线，最大航程8000公里。
2022年第十四届珠海航展上展出的鸣镝宽域飞行器（MD22）
之所以最高速度是7马赫，有可能在高音速时采用的是超燃冲压发动机。这是超燃冲压发动机可实现的最高速度，也是传统航空发动机的极限速度。氢燃料的超燃冲压可以达到10~14马赫。如果要实现更高的速度，必须采用最新的爆震波发动机技术。这个也有三种类型，分别应用于三个速度范围。

脉冲爆震（PDE），速度最高5~6马赫。
旋转爆震（RDE），速度可达10~14马赫。
倾斜爆震（ODE），速度可达14~17马赫甚至更高。因此，要实现10马赫以至17马赫以上的空天飞行器，必须采用爆震波发动机。而中国在这个最新的爆震波发动机技术领域是走在世界前列的。
2021年2月份，中科院力学所高温气体动力实验室的姜宗林团队在《航空学报》上发表文章，在全球首次取得斜激波爆震燃烧状态。

本次航展上，北京动力机械研究所展出了斜爆震发动机的一个模型。
2022年8月，由西部（重庆）科学城企业重庆推重比动力科技有限公司和重庆大学产业技术研究院联合研发的H1-M连续旋转爆震发动机成功完成国内首次百米轨道滑跑试验。一年后的2023年9月，重庆推重比公司商用化的FB-1爆震发动机，在一架苏-34 无人飞行器完成首飞，试验任务取得圆满成功。这种发动机在性能上相比传统发动机革命性的提升会达到什么程度？中国的涡扇15与美国最先进的F135在主要的推重比指标上已经非常接近。而采用旋转爆震发动机之后，在推重比提标上可以直接翻一倍以上，这完全是颠覆性的和革命性的进步。它不仅可用来开发10马赫级别的空天飞行器，而且可用于替代很多传统火箭开发上千公里甚至两千公里射程的高超音速防空导弹，也可使其他导弹在相同重量情况下射程成几倍的延长。因为它可以避免火箭使用氧化剂，只携带燃料，用空气中的氧气作氧化剂。这可以轻易地使整个第一岛链都在我陆地防空导弹的火力覆盖范围之内。
高超音速的亚轨道飞行器的研究有很多技术难点和研究基础。
相应速度的风洞，从而获得相应的气动力学布局。
适应如此高速飞行的材料。
获得相应飞行速度的爆震波发动机。
十几马赫的速度在临近空间就进入黑障区了，需要解决黑障区的通信问题。
在以上领域中国都走在世界前列，甚至是独有的。例如高超音速风洞、黑障区的通信等。因此，中国是最有条件最先实现空天战机实用化的。
这种空天战机和亚轨道轰炸机一旦获得列装，将会是中国对美国和整个北约形成跨代式的领先。歼20与歼35A等我们跟美军算是同时代的，可能某些技术指标领先一些，另一些可能还需要改进或已经改进拉平，但都算是同代技术里面来进行比较。例如，这次展出的折叠型PL-15E空空导弹，可以显著减少内置弹舱装载时的空间，从而使歼20主舱携带的主力制空导弹数量从原来的4枚增加到6枚，加上两边的侧弹舱各装1枚，总数可以与F22的弹药携带量拉平。歼20S的展出，意味着它已经列装，可以形成忠诚僚机的作战体系，这一项能力就显著超出F22与F35了。而空天战机一旦实用化，那就是形成武器代差。这会是什么概念？那就是完全没有进行较量的余地，完全是单向屠杀。包括美军的 F22、F35过来，那也是会被单向屠杀的。
本届航展还曝光了一个首次亮相的GDF-600新型高超音速助推滑翔飞行器。是由广东空天科技研究院研发的。
GDF-600的最大起飞重量5吨，可携带1.2吨的子弹药。这种高速平台的最大飞行速度高达7马赫，最大射程在200公里到600公里之间。GDF-600的技术类似于鸣镝宽域飞行器(MD22)，但却是被设计成一种弹药装置。GDF-600带给人们的想象空间是很大的，资料显示它以后最大射程可延伸到6000公里。由此可以设想一下，如果我军采用可空中加油的轰六N，携带增程型的GDF-600，可一次或多次空中加油在5000-7000公里处发射GDF-600后返回，GDF-600以高超音速飞行6000公里后，再释放出GDF-600内置的射程在200-500公里的各型弹药。这样总的射程可达到11000-13500公里。这就以非常便宜的装备实现了接近全球高超音速的打击能力。由于中国已经掌握了几乎所有现代军事科技能力，已经进入自由王国的境界，从西方煎牛排的军力发展模式进入各种技术混合的火锅和胡辣汤模式了。采用这种模式的还有火箭阻推鱼雷。先用火箭高速远程飞行，接近海上目标时再释放出肚子里的鱼雷，从水下向目标发动最后的攻击。这兼顾了火箭的高速远程与鱼雷的隐蔽和击中水线以下的致命打击能力。
2021年7月16日，由中国航天科技集团一院研制的亚轨道重复使用演示验证项目运载器首飞取得圆满成功。国家国防科技工业局新闻宣传中心官方抖音账号“中国军工”17日也在抖音上发布相关消息，并且在视频下面称“过于先进，不便展示”。
这种类似航天飞机的亚轨道飞行器如果开发成轰炸机，可以实现全球一小时打击。这个又是美国提出的概念，但又正在被中国逐步变现。
由中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所自主设计研制的一型带翼低成本空间站货物运输飞行器——“昊龙”货运航天飞机的模型也在航展上展出。这个是成功中标中国空间站低成本货物运输系统总体方案，成为我国首款货运航天飞机。“昊龙”货运航天飞机是为了进一步降低中国空间站货物运输成本。
本次展出的“昊龙”模型约为真机的四分之一大小，采用飞机的带翼布局设计方案。
“昊龙”采用运载火箭发射，与我国空间站交会对接，完成货物上下行之后，可无动力自主返回，水平着陆于指定机场。
无论是空天战机还是航天飞机，都是美国人先搞的技术。现在美国还在持续研发的X-37B早在2004年9月13日就由国防高级研究计划局（DARPA）立项了，它也被称作“跨大气层飞行器”。2023年12月28日晚上，X-37B于从佛罗里达州发射升空，已经是执行第7次轨道飞行试验任务，代号为USSF-5。
但是，美国的X-37B并不能做到从机场起飞，机场降落，还是航天飞机的概念，是靠火箭发射升空的。与中国的“昊龙”货运航天飞机是同一技术类型。美国的航天飞机早在20世纪80年代就正式商用了，但发生两次严重的爆炸事故，一次是1986年1月28日，美国挑战者号航天飞机因一个O型垫圈质量不合格，在发射后73秒爆炸，7名航天员当场牺牲；另一次是于2003年2月1日，哥伦比亚号航天飞机在执行代号STS-107的第28次任务后，重返大气层的阶段解体。其原因是1月发射升空81．7秒后，外挂燃料箱外表面脱落一块泡沫材料，撞击导致航天飞机左翼前缘的热保护系统形成裂孔。航天飞机重返大气层时，超高温气体得以从裂孔处进入机体，造成哥伦比亚号解体。2011年，美国停止了航天飞机的使用。

虽然如此，航天飞机技术概念并未被否定，而只是由于之前技术不成熟，并且一上来就搞载人的航天飞机导致技术难度直接拉满，最终未达到设计要求，安全性上也存在严重缺陷。中国的“昊龙”货运航天飞机不仅采用大量最新的材料和其他相关技术，而且先从货运起步，复杂度会大大降低，安全性上要求也更低一些，先易后难是技术发展的常规有效路径。
还有以歼40型号透露的，在西部沙漠地区进行第六代战机实验成功的信息。而于2015年启动的美国第六代战机NGAD却在今年7月份暂停了。
2024年9月，采用乘波体气动布局的“云行”超音速验证机试飞成功，速度达到4马赫。它是由中国凌空天行科技有限公司研发的。计划在2027年进行超音速客机的原型机首次试飞。
超音速客机并不是新技术。由法国宇航和英国飞机公司联合研制的协和式超音速客机，和苏联图波列夫设计局的图-144超音速客机都曾投入过商用，但它们存在一系列技术问题后来又停止使用。中国的超音速客机采用众多新的诸如乘波体气动布局等技术，会有效解决以往超音速客机存在的一系列技术问题。
因此，中国在超音速和高超音速空天技术领域，是科幻、军用、民用一起上的方式全面发展、所有技术全面突破、所有应用领域全面赶超、最终遥遥领先的状态。
有很多人可能接受不了“遥遥领先”这个词，可是又换成一个断崖式领先。我认为“断崖”这个词不太好，因为“断崖”那是暴跌。对“遥遥领先”接受不了那没什么，慢慢就习惯了。我们多提一些中国已经或正在遥遥领先，甚至清场式领先的领域，并不是为了简单的让中国人骄傲，而是为了让对手清醒。不完全是为了我们自己自信，因为真正的自信是自信到不需要自信的程度，而主要是让美国人和大殖子们产生自卑感。因为只有他们自卑了，才会清醒地考虑问题。只有让美国人被逼到实在没办法了，他才会讲道理。

（晓歌编辑）

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