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空天飞机（第2页）

德国则提出两级水平起降空天飞机“桑格尔”

，第一级实际上相当于一架超音速运输机，第二级是以火箭发动机为动力的有翼飞行器。

两级都能分别水平着陆。

法国和日本也提出过自己的空天飞机设想。

80年代末，这股空天飞机热达到高潮。

也激起了中国航空航天专家的很大兴趣。

美国空军的x－37b空天飞机原型机“轨道试验飞行器1号”

将于2010年4月上演处女航。

美国东部时间22日19时52分（北京时间23日7时52分），人类首架空天飞机x－37b搭乘“阿特拉斯－5”

型运载火箭发射升空。

按计划，x－37b最多可在太空持续飞行270天

发展空天飞机的主要目的是想降低空天之间的运输费用。

其途径归纳起来主要有三条：一是充分利用大气层中的氧，以减少飞行器携带的氧化剂，从而减轻起飞重量；二是整个飞行器全部重复使用，除消耗推进剂外不抛弃任何部件；三是水平起飞，水平降落，简化起飞（发射）和降落（返回）所需的场地设施和操作程序，减少维修费用。

但是，经过几年的研究分析，科学家们发规，过去的估计过于乐观。

实际上。

上述三条途径知易而行难。

需要解决的关键技术难度决非短时间内能突破，这些关键技术有：

1、新构思的吸气式发动机

因为，空天飞机的飞行范围为从大气层内到大气层外，速度从0到m=25，如此大的跨度和工作环境变化是目前现有的所有单一类型的发动机都不可能胜任的，从而也就使为空天飞机研制全新的发动机成为整个项目的关键。

众所周知，喷气式发动机需要在大气层中吸入空气，无需携带氧化剂，但无法在大气层外工作，且实用速度较小；而火箭发动机自带氧化剂，可以工作在大气层内外，使用速度范围较广，但携带的氧化剂较笨重，比冲小。

目前设想的空天飞机的动力一般为采用超音速燃烧冲压发动机+火箭发动机或涡轮喷气+冲压喷气+火箭发动机的组合动力方式。

但超燃冲压发动机的研制上存在相当多的技术问题，而多种发动机的组合方式又使结构变得过于复杂和不可靠。

2、计算空气动力学分析

航天飞机返回再入大气层的空气动力学问题，曾经耗费了科学家们多年的心血，作了约10万小时的风洞试验。

空天飞机的空气动力学问题比航天飞机复杂得多。

因为飞机速度变化大，马赫数从0变化到25；飞行高度变化大，从地面到几百公里高的外层空间；返回再入大气层时下行时间长，航天飞机只有十几分钟，空天飞机则为l～2小时。

解决空气动力学问题的基本手段是风洞。

目前，就连美国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，而对那维尔斯托克斯方程的求解目前尚存在许多理论上和计算速度上的问题。

3、发动机和机身一体化设计