由于視頻時間有限，“亞洲特快”視頻專欄中，顯然有很多話講不清楚，那么在這里列車長將利用文字稿方式把問題進一步說明白，也歡迎各位讀者在這里繼續(xù)互動。

　　最近，我國又一次重要的航天試射準備工作進入了緊鑼密鼓階段，長征2號F火箭即將從之前進行過多次載人航天發(fā)射的酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心航天工位發(fā)射升空，據(jù)此前相關(guān)官方公眾號發(fā)布的消息稱， 這是長征2號F火箭“繼‘神州11號’之后，時隔三年首次執(zhí)行載人航天之外的重大科研實驗任務(wù)，是保證后續(xù)載人航天工程順利實施的基礎(chǔ)，對未來空天技術(shù)的發(fā)展非常重要”。

　　雖然報道內(nèi)容語焉不詳，但是使用我國載人航天的專用“坐騎”升空的航天器，其身份肯定是相當不凡了。

　　另有一些說法稱，這次試射的長征2號F火箭使用了5米直徑的大型整流罩——這個消息列車長也沒有辦法進行核實。暫且假設(shè)確實如此，那么這次試射的可能是一種尺寸超出常規(guī)的飛行器。長征2號火箭的近地軌道有效載荷為8600千克，它之前發(fā)射的天宮1號軌道對接目標飛行器的最大直徑也只有3.35米。

　　而酒泉發(fā)射中心的另一個限制條件是，從這里發(fā)射的航天器需要經(jīng)過鐵路運入，而鐵路隧道允許的最大直徑就是3.35米，從這一點來看，這次發(fā)射的載荷不大可能是占滿整個整流罩內(nèi)部空間的圓筒形物體。

　　從這一點來看，有不少網(wǎng)友推測的，這次我們要發(fā)射的或許是類似美國X-37的小型航天飛機的說法就有相當?shù)目赡苄粤恕�—之前我們看到解放軍參加國慶閱兵的無偵8高速偵察機，在預(yù)演的時候就是以拆卸機翼的方式通過天安門廣場的。

　　從圖片來看，這次長-2F如果線米整流罩，就和美國空軍用“阿特拉斯V”火箭發(fā)射X-37B的構(gòu)型相當相似了

　　當然了，這次試射的到底是不是自從當年在某省電視臺新聞節(jié)目中驚鴻一現(xiàn)的“神龍”空天飛機的后續(xù)發(fā)展型，我們現(xiàn)在也只能做這樣還不夠穩(wěn)的猜測。

　　但是這里我們不妨將它和美國空軍的“神秘明星”X-37B比較，來分析一下我們的“神龍”會具備什么新的能力。

　　要說X-37呢就得先說航天飛機，美國在登月競賽中勝利后呢，開始反思投入巨額資金進行載人航天工程的實際收益，發(fā)現(xiàn)除了鼓舞士氣、科學(xué)探索、帶動各種技術(shù)發(fā)展之外，這一項目的“直接收益”并不大。在對月球進行“可持續(xù)開發(fā)”之前，人類還是得先擴展在近地軌道活動的能力，尤其是要降低向軌道上發(fā)射東西的成本。

　　由此美蘇兩國開始了新一輪的競賽，蘇聯(lián)集中力量搞空間站；美國集中力量搞航天飛機——而航天飛機研制的目的，某種程度上說，是以更低的成本建造空間站。

　　換句話來說美國的目標不僅僅是搞個空間站，而且還考慮了以更低的成本，更快的速度，來建設(shè)和維護空間站。這就和美國登月先搞土星五號的F-1巨型火箭發(fā)動機，而蘇聯(lián)則著力于用幾十個現(xiàn)有發(fā)動機湊一個N-1火箭一樣，美國的計劃更“高瞻遠矚”，當然也更昂貴，需要更長的項目周期。

　　而航天飛機更是因為飛行成本反而比一次性火箭還高——據(jù)NASA的口徑，航天飛機每次飛行的成本是4億美元。而現(xiàn)在一次性的商業(yè)運載火箭，一次飛行也就一億美元，要是可復(fù)用的獵鷹9號這類成本可以更低了。

　　同時呢，航天飛機相對于其他航天手段還有幾個無法取代的好處，第一還是成本，理論上如果航天飛機的技術(shù)繼續(xù)發(fā)展下去，它的飛行成本還是可以繼續(xù)降低的，畢竟它本來就是可重復(fù)使用的飛行器。第二是它可以把太空上的東西完整帶回地面，因為它有個貨倉，可以保護其中的貨物不在再入過程中被燒蝕破壞，也不承受很大的過載。第三是它的起飛和降落過程動作相對緩和，沒有受過專業(yè)宇航員訓(xùn)練的人也能乘坐它上太空。

　　航天飛機的貨艙是其他太空運輸方式無法取代的優(yōu)勢，因為它不僅能把載荷送入太空，也能把太空中的物體帶回地面

　　針對這三個無法取代的優(yōu)勢和一個壞處——在美國NASA的大型航天飛機發(fā)展走入死胡同的同時，新一代航天飛機的設(shè)計方案也就應(yīng)運而生，而且還不止一個兩個。實際上呢，這就像是一個超級綜合性大企業(yè)解散，下面各個子公司紛紛自謀生路一樣，這些“子公司”當然不會再保持“大而全”的經(jīng)營方向，而是要強調(diào)各自的優(yōu)勢了。

　　美國在航天飛機之后提出的一系列小型——或者超先進放大強化版（中間這個X-33）航天飛機設(shè)計方案當然最后只有最“挫”的X-37真正投入了實用

　　在21世紀出現(xiàn)的一系列小型航天飛機方案中，有用來進行太空旅游的超廉價部分軌道飛行方案，有探索驗證新一代技術(shù)的，也有……用于軍事用途的。

　　X-37就是這個側(cè)重于軍事用途的分支——它的思路是這樣，航天飛機的主要問題是太大了，那么我們就要縮小，而航天飛機要縮小最大的問題在于哪里呢？在于里面要坐7個人啊——于是，波音公司表示，我越是研究越發(fā)現(xiàn)，人類的能力是有極限的，所以，X-37，我不坐人啦！

　　2005年它X-37A進行了從“白色騎士”高空試驗機上投擲下來，進行了無動力自主著陸的試驗，驗證了它這一對小小的機翼，V型的尾翼和面包車一樣的機體的氣動布局能夠在大氣層內(nèi)進行穩(wěn)定的滑翔飛行。2010年，X-37B進行了首次太空飛行，之后到今天，它又進行了五次飛行，最近的這次飛行呢，持續(xù)了700多天，驗證了它長期在軌作業(yè)的能力。

　　不過雖然X-37作為美國空軍唯一的航天飛機驗證機呢，它的任務(wù)其實也不是單一的，其實還是一個“小而全”的東西。

　　盡管它只有3.5噸的空重，但仍有一個可攜帶4.5噸載荷的貨艙，尺寸大概相當于一輛皮卡車的貨斗。在它的5次試驗飛行中，都攜帶了保密的載荷，目前公開的只有最近一次飛行中攜帶的載荷，據(jù)稱是用于測試熱管散熱系統(tǒng)的試驗裝置。此外它的貨艙門里面還有一具緊貼著艙門的太陽能電池板，進入軌道以后就可以伸出來展開，這也是X-37能夠長期在軌運行的電源。

　　但這些都其實不是什么特別的東西，實際上X-37B在太空運行的時候呢還是很容易被監(jiān)控到的，因為它并沒有采用隱身設(shè)計啊這類的，實際上全球有不少航天愛好者都在追蹤它，更別說各國的軍事和航天單位了。

　　X-37B的貨艙里還有一具機械手——而且因為它機內(nèi)也有較多的燃料，航空煤油和液氧，因此以常規(guī)方式進行軌道機動的能力也比一般的衛(wèi)星要強一些，所以它也能夠進行有限的變軌和靠近其他衛(wèi)星的機動。

　　在第五次飛行中天文望遠鏡拍攝到的X-37B在軌釋放衛(wèi)星的畫面（根據(jù)模糊的畫面進分析和建模復(fù)原）

　　不過，如果僅是這些，那么其實沒有超出航天飛機當年具備的能力，在波音研制X-37的時候，有一些人曾經(jīng)提到，他們想在該機上驗證的新技術(shù)具備革命意義的“空氣動力輔助變軌”或者叫“軌道飛機”。

　　這聽起來就很魔性，那這事兒咱們還是得說，玩過坎巴拉的各位一定都知道，改變軌道需要消耗燃料——因為牛頓他老人家說了，一個物體在不受外力的情況下，會保持其運動狀態(tài)不變，而改變其運動狀態(tài)就需要施加一個外力，而對于軌道飛行器來說，在大氣層外飛行只受到萬有引力的影響，那么要改變軌道，就要用火箭給自己施加一個力才行了。

　　但是，它的想法就很邪道，先降低高度到大氣高層，然后用自己的機翼和控制面板產(chǎn)生的空氣動力來改變自己的飛行方向，借助大氣層“借力打力”，來實現(xiàn)變軌。當然了，這個過程中因為和大氣摩擦，會降低飛行速度，速度降低到一定程度呢，就無法重新回到軌道上去，只能再入大氣了，這個時候，就需要用火箭發(fā)動機來維持速度了。這種變軌方式最牛的一點在于，它可以消耗很少的燃料實現(xiàn)軌道平面變軌，用我們都能理解的話說，就是實現(xiàn)急劇的左右轉(zhuǎn)彎，而不僅是抬升和降低軌道高度。

　　坎巴拉玩家都熟悉的變軌，在近地點加速或減速來抬升或降低遠地點高度，同樣，在遠地點加速或減速也可以抬升和降低近地點高度

　　現(xiàn)實中，衛(wèi)星除了受到地心引力的影響還受到太陽引力的影響，因此還有太陽同步軌道它可以讓衛(wèi)星飛過地球表面所有點的上空，是偵察衛(wèi)星常用軌道，圖中也可以看到不同的軌道傾角有不同的用途，如果要改變這個參數(shù)，消耗的燃料就非常多了

　　整個“氣動變軌”過程呢，其實是一個“在作死邊緣反復(fù)試探”的過程，如果處理不好，維持速度消耗的燃料太多，就得不償失了——但是按照理論計算，如果飛行器氣動布局設(shè)計合理，可以只消耗百分之零點五的燃料實現(xiàn)變軌，百分之零點五啊！這就非常誘人了是不是？

　　換句話來說，如果這個技術(shù)實現(xiàn)，那么你就等于獲得了一架能夠在一次飛行中反復(fù)進行變軌，在別人意想不到的時間飛到預(yù)定目標上空的太空偵察機，或者在緊急時刻隨時可以變軌過來的通信衛(wèi)星，或者能夠多次改變軌道，接近不同衛(wèi)星目標的“太空戰(zhàn)斗機”，總之，你想怎么玩都行！這軍事潛力就非常巨大了。甚至NASA還構(gòu)想過，如果有這種飛行器，就可以在宇宙飛船，空間站出意外無法返回地球的時候，迅速救援宇航員。

　　前面咱們提到，就是因為X-37的軍事潛力巨大，它一發(fā)射就吸引了全球的目光，不僅各國軍方緊盯著它，民間的航天愛好者也各顯神通在盯著它看，就等著它軌道平面突然發(fā)生大幅度變化的驚人一幕，這是它具備前面我們提到“軌道飛機”能力的標志。

　　氣動輔助變軌就涉及到要在大氣上層進行一段高超滑翔，這個過程中要承受高溫高壓的考驗，而且還不能掉太多速度，否則消耗燃料太多就得不償失了

　　但是呢……以列車長查到的信息來看，至少到2015年，我國的航天機構(gòu)主要研究所的論文都表示，沒有監(jiān)控到這方面的嘗試，而國外的航天愛好者們的跟蹤記錄結(jié)果也支持了這一結(jié)論。不過在最后兩次飛行，也就是2016年到2017年，和2018年到2019年的這兩次飛行中，有一些跡象顯示出來了。

　　根據(jù)美國航天愛好者的監(jiān)控結(jié)果，X-37B在2016年底左右，其軌道傾角出現(xiàn)了一次較大幅度變動。而其近地點和遠地點高度，在這兩次飛行中也有了幾次反復(fù)的較大幅度的變動。

　　不過，這些變動的幅度和頻繁程度，都沒有超出正常使用機上燃料進行常規(guī)變軌能夠做到的水平。尤其是它的近地點高度也始終沒有降低到大氣邊緣的水平，始終都在300公里以上。而衡量“軌道飛機”最根本的一點，就是軌道平面變軌的能力，也并沒有顯示出來。

　　據(jù)此，我們似乎可以認為，X-37B最近兩次飛行中的測試，雖然比一般的正常運轉(zhuǎn)的在軌衛(wèi)星要頻繁，但是其目的可能是為了在不同高度、重力和過載環(huán)境下對機上搭載的試驗設(shè)備進行測試，而不是進行“氣動輔助變軌”試驗。

　　長期關(guān)注X-37的學(xué)術(shù)機構(gòu)也支持這個觀點，一位知名的航天博主的觀點是這樣說的：“現(xiàn)有的五次X-37B軌道測試飛行任務(wù)中沒有證據(jù)表明它具備軌道飛機應(yīng)有的機動特性”，

　　那為什么X-37B沒有這個能力呢，其實美國空軍部長佩頓早在該機2010年試飛的時候就曾表示，由于X-37B結(jié)構(gòu)重量仍然過高，不能成為真正的“軌道飛機”，那么現(xiàn)在來看，他說的可能并沒有錯，也許X-37研制階段，波音和空軍曾經(jīng)期望讓它具備“軌道飛機”的特性，但實際上最后造出來的X-37B，可能真的不具備這個能力。

　　至于這個結(jié)構(gòu)超重的主要原因——很可能是因為它的設(shè)計功能還是多了……你看它又有貨倉，又有長期在軌工作所需的大型太陽能電池板，又有機械臂……實際上就是航天飛機的小型化版本，或者說，跳出了“大而全”的坑，馬上又掉進了“小而全”的坑里面。

　　這樣做的結(jié)果，是美國空軍獲得了一個能夠?qū)⒃谲墱y試的衛(wèi)星零部件安全帶回地面的技術(shù)手段——這也是我們前面提到的，航天飛機的三大好處之一。

　　不過線B在完成衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)后，還是有可能進行一些與“軌道飛機”關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)有關(guān)的飛行試驗的，比如在大氣上層打個水漂什么的，它還是有可能的。

　　這可以為將來設(shè)計真正的軌道飛機奠定一點基礎(chǔ)——不過這個試驗的能力肯定也是很有限的，這畢竟是在作死邊緣反復(fù)試探的過程。

　　“軌道飛機”的能力其實是有一點專業(yè)水平的媒體才能注意到的事情了，而關(guān)于X-37B，媒體上經(jīng)常出現(xiàn)的另一個說法是它是“一小時打遍全球”的“超級武器”——2015年之前，這個技術(shù)是“只有美國才有可能做到的超先進技術(shù)”，“獨步全球，外星黑科技”！

　　2015年中國首次進行高超聲速試飛后這就是……“呸，不值錢的落后技術(shù)”了……一大票連亞音速飛機都做不好的國家和地區(qū)也紛紛跳著腳喊：“中國能， 我也能！”“我PPT都畫好啦！”……

　　我們知道，當年的航天飛機和X-37B一樣，在再入大氣的時候都會有一段從第一宇宙速度，也就是大約23馬赫以上的速度降低下來，到著陸前降低到一兩百公里/小時的過程。

　　這又是坎巴拉航天局的主任們的奇怪知識呢……再入的時候看著過熱的進度條調(diào)整迎角以免局部過熱燒炸什么的……現(xiàn)實中你沒法給飛船裝兩層防熱大底不是？

　　這個過程的前半段，就必須利用高超聲速滑翔——不過，與現(xiàn)在的高超聲速武器不一樣，航天飛機和X-37B的設(shè)計上都要盡快降低自己的速度，因為它們的防熱系統(tǒng)并不能長時間的耐受兩千多度的高溫，所以實際上它的滑翔過程實際上是一直在調(diào)整機身相對于氣流的角度，溫度高了，放低一些機頭，減速就會慢一些，但溫度相對低一些，等溫度低了就拉起機頭，減速會更快，但溫度也會急劇上升。這樣來回反復(fù)，讓機體的熱護盾在過熱的邊緣反復(fù)試探……最后速度高度終于降低到合適的程度，也就正好到了肯尼迪航天中心跑道上空，可以開始著陸了。

　　所以我們看到X-37B和航天飛機都是“鈍頭”設(shè)計，這就是為了避免機身前緣溫度過高的設(shè)計，按這樣的設(shè)計顯然阻力會更大。

　　而相比之下，高超聲速滑翔原理的導(dǎo)彈就是以盡可能維持更長的滑翔距離，全程盡可能提高維持的速度，因此要求它的“升阻比”要盡可能大——所以先進的高超聲速滑翔體前面得是“尖”的。

　　2012年美國喜劇電影《獨裁者》中，曾拿導(dǎo)彈的頭是尖的還是圓的作為一個笑點……沙雕獨裁者：為什么這個導(dǎo)彈的頭是圓的？我看那些牛X國家的導(dǎo)彈都是尖的��！

　　從這個角度來看，X-37B和航天飛機，都遠不是合適的“高超聲速滑翔導(dǎo)彈”的構(gòu)型，因為它在靠近目標的時候速度急速下降，而且機動性能也不強，很容易被擊落。

　　蘇聯(lián)當年對于航天飛機被當做武器使用的擔(dān)心，主要是認為它如果只進行高空高超聲速滑翔，不降低到地面高度，而是直接在莫斯科上空高空引爆巨型核彈，這就很難攔截了，這種高空核爆產(chǎn)生的電磁脈沖可以癱瘓?zhí)K聯(lián)的通信指揮系統(tǒng)。X-37B理論上當然也可以這么用——只是這種末日武器的玩法，幾乎不具備實戰(zhàn)意義啊。

　　當然這里不是說X-37B不是一種先進的軌道飛行器，只不過它和我們的高超聲速導(dǎo)彈走的是兩條技術(shù)路線。

　　拿汽車打個比方，航天飛機好比美國大皮卡，能拉貨，能坐人，油耗高，價格貴，而X-37B則是特斯拉新出的那個電動小皮卡，雖然比較特別，但基本說并未脫出皮卡的框架，至于現(xiàn)在的高超聲速導(dǎo)彈，其實都是法拉利、保時捷、蘭博基尼這類的超級跑車，跟皮卡已經(jīng)根本不是一個類型的，那它們做對比其實已經(jīng)沒有太大的意義。

　　正是因為航天飛機和高超飛行器其實是兩個概念，前面咱們提到的航天飛機的幾個優(yōu)勢，對于航天應(yīng)用來說，仍然是成立的，它仍然是未來載人航天中重要的一個技術(shù)路徑，作為一個大國，我們當然也要探索——況且，還有軍事潛力巨大的“軌道飛機”的技術(shù)路線可以探索呢？

　　目前來看，我們已經(jīng)知道，我國在高超聲速技術(shù)方面，尤其是熱防護技術(shù)等領(lǐng)域相對美國已經(jīng)取得了一定的優(yōu)勢——那么問題來了……我們的“神龍”會不會對“軌道飛機”技術(shù)發(fā)起挑戰(zhàn)呢？

　　我們知道，“軌道飛機”需要什么，軌道飛機需要的是在大氣層內(nèi)具備很高升阻比，因為有更大的升力，才能更快更大幅度的進行機動，而更小的阻力，可以減少速度損失，也就相應(yīng)的減少燃料消耗。而這其實就和高超聲速滑翔飛行器的要求有重合之處。當然更不用提，如果已經(jīng)進行過洲際速域的高超聲速全程試飛，和頻繁的高超聲速風(fēng)洞吹風(fēng)，那么對于高空大氣的空氣動力學(xué)特征，熱力學(xué)特征也會有更多的認識，有利于設(shè)計出更加復(fù)雜和高效的氣動外形。而在耐高溫材料方面的技術(shù)優(yōu)勢，則可以降低采用更高效氣動外形方面的限制條件。

　　這幾點加在一起，如果我們的小型航天飛機具備完全超越X-37的性能，并不值得奇怪，甚至我們完全可能比美國更領(lǐng)先的實現(xiàn)“軌道飛機”的概念——如果我們的航天飛機采用更加輕巧的設(shè)計的話。

　　中國還是在認認真真踏踏實實，一步一個腳印的向著自己的目標接近的，第一次試射的小航天飛機到底是什么性能，其實也并不是最重要的問題

　　當然，畢竟這是我們第一次研制的小型航天飛機，未必直接挑戰(zhàn)“軌道飛機”技術(shù)，而此前“神龍”的設(shè)計看起來也還是比較傳統(tǒng)的外形，包括“鈍頭”的設(shè)計，它可能主要還是驗證航天飛機的基本技術(shù)，出于一步一個腳印的穩(wěn)妥的考慮，這也是沒有什么問題的。

　　之前俄羅斯、印度、歐洲航天局和日本也在進行小型航天飛機的相關(guān)研究和試驗，這里面俄羅斯水平當然是最高的了，他們在冷戰(zhàn)結(jié)束前就已經(jīng)開發(fā)出了與美國航天飛機非常接近的“暴風(fēng)雪”號驗證機并且在無人狀態(tài)下進行了試飛，21世紀以來俄羅斯也有多個航天飛機發(fā)展方案，其技術(shù)水平是不必懷疑的，但……所謂一分錢難死英雄漢，也就不必多說了。

　　2015年，歐空局發(fā)射了IXV小型航天飛機驗證機，不過該機在最后著陸階段并不是在機場著陸，而是打開降落傘落到海上。但它至少是真正的上了軌道，驗證了完整的從軌道再入大氣層的能力，后續(xù)歐空局計劃發(fā)展類似X-37的新型航天飛機，不過目前尚未進行發(fā)射。

　　而印度的RLV-TD看起來外形好像像那么回事，但該它的飛行高度、速度都遠達不到航天飛機所需要的水平，最后也沒有回收，而是一頭扎入孟加拉灣解體沉沒。其實到底驗證了什么誰也不知道……

　　印度航天飛機”試飛高度只有65公里，沒出大氣層，最大速度接近5馬赫，試驗到最后，飛行器一頭扎進孟加拉灣，也不打算回收……這到底是驗證了什么就不知道了

　　而日本呢，雖然從80年代他們就制定了研制航天飛機的計劃，其計劃使用H-2火箭發(fā)射的“希望-X”航天飛機也認認真真的進行了研制，并且已經(jīng)造出了驗證機，制定了2004年試飛的計劃——但是最后計劃還是不了了之。當然最近隨著高超聲速技術(shù)的熱門，日本有開始要追趕這個熱點，據(jù)稱近期他們進行了旨在研制“極音速滑走彈”（高超聲速滑翔）的相關(guān)試飛，不過看他們的相關(guān)投資金額和重視程度，實在也很讓人懷疑就是了。

　　這一圈看下來，目前中國和美國大概是僅有的既有雄心壯志，又有經(jīng)濟和科技實力向星辰大海進軍的國家了。上一次“大國競爭”讓美國人登上了月球，蘇聯(lián)人造出了空間站，美國造出了航天飛機——那么未來20年，新一輪“大國競爭”將會創(chuàng)造出什么奇跡呢，我們拭目以待吧。