投稿|一小时全球抵达:中国科技的空天竞速( 二 )


早在上世纪五六十年代,美国人就不断围绕突破飞行高度、速度极限一系列课题开展了大量基础验证性试验 。
其中,由 NASA 牵头,联合美国空军、海军和北美航空公司进行的X-15项目先后创造了6.72马赫速度和108,000米升限的世界纪录,X-15的试验飞行几乎涉及了高超音速研究的所有领域,三架飞行器共完成199次飞行试验,科研人员根据其飞行数据撰写了 765份有价值的研究报告 。
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冷战黑科技——X-15高速飞机
这些报告为后来“水星”、“双子星”、“阿波罗”等载人太空飞行计划和航天飞机的发展提供了极其珍贵的参考资料 。其中超燃冲压发动机的研究经验为日后美国国家航天飞机计划奠定了基础;阿波罗载人登月飞船所用到的大量先进技术通过X-15得到率先测试;包括登月第一人阿姆斯特朗在内的几名美国宇航员,都曾经是驾驶过X-15的试飞员 。
X-15项目历时近15年,投入总计高达3亿美元经费,但却因此换来了美国航空航天技术在全球保持数十年领先的地位  ——其影响之深远、涉及范围之广阔都远超时人预料 。众多当时的研究成果,至今仍然为现代航空航天研究所引用 。
X-15项目也让全球科技强国纷纷意识到,重要前沿飞行试验在关键技术上的牵引作用,甚至可以从百年大计的角度来考量——开展基于真实环境的临近空间高超音速飞行试验,有利于高效验证空气动力学、材料学、计算机、生物医学等跨学科技术的工程结合成果,促进航空航天技术的融合,孵育颠覆性创新成果 。
先进飞行器研发是复杂的系统工程,一种方案从概念到成熟,不是靠图纸设计出来的,而是要靠反复试验打磨出来的,这个过程虽然耗时烧钱,但是对科技进步的促进意义,却远非金钱所能衡量 。关键型号对人才队伍的培养、设计经验的积累,是不可复制的重要隐形资产 。
上世纪80年代—20世纪末,美、英、德等国纷纷投入巨资开展临近空间高超音速飞行器研制,开发出了以美国NASPX-30、英国HOTOL、德国 Sanger II等为代表的高速飞行器,但最终都因技术难度太大、预算经费过高而陆续下马 。这类飞行平台的研制大多由政府或军方主导,由财政计划拨款,研制过程相对保密封闭,研究成果也很难应用于其它领域和民用飞行试验 。型号投入带来的经验传承与科学认知,在各类客观条件限制下,难以充分发挥综合效益 。
进入新世纪后,随着工业制造水平的全面提升,动力技术、材料技术的不断突破,临近空间高超音速飞行再次成为全球研究热点——在这个大背景下,如何提高各类企业与科研机构在科学探索与工程突破方面的统筹协作,对航空航天产业提出了更高的要求 。
随着越来越多的空天新技术涌现,对实验的需求不断增加,条件要求也越来越高 。一个摆在眼前的商业机会是,如果能将飞行试验成本降低到与地面风洞试验成本大致相当,且能做到快速响应,本身就具有巨大的商业价值 。以商业价值为锚点,整个航空航天业界有望形成“资源-产出-再投入”的正向循环,凭借产业链条本身获得持续发展的动力 。
02 商业化的飞行试验2004年,在美国一场旨在鼓励私人投资航天事业、拓展太空旅游产业的“X奖”大赛中,一艘由加利福尼亚州私营企业Scaled Composites公司研制的亚轨道、超音速、可重复使用飞行器“太空船一号”(SpaceShipOne)夺得了大赛冠军 。

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