人间特使航天飞机
飞机不能进入太空,而火箭使用一次就报废。人们在思索,能否研制一种能进入太空的飞机呢?
利用火箭发动机使飞机进入高空(没有空气阻力)的想法由来已久。早在 1933 年德国人桑格尔就写了一本书,叫做《火箭飞行技术》,提出制造用液体火箭发动机做动力的超级轰炸机的可能性。第二次世界大战中他设计了一架火箭轰炸机,推力约 1000 千牛,用 6000 吨固体火箭助推起飞,可飞高
145 千米,航程达 2 万多千米,最大速度 21240 千米/小时(5.9 千米/秒),
绕地球一圈需 150 分钟。但计算表明,要求发动机比推力 400 秒·质量比(总
重对空重之比)等于 10 才行。而且研制费要 300 万英镑,故未能成为现实。德国人便把重点放在设计火箭歼击机上,最有名的是 1940 年研制的 MC—163 原型机,这用两个 109—509A2 火箭发动机(推进剂为过氧化氢)做动力,速度达 965 千米/小时。但发动机只能工作 4.5 分钟,在空中仅能停留 20 分钟, 很显然是不能打仗的。第二次世界大战期间美国也制成了贝尔 X—1 火箭飞机
(推进剂用液氧和酒精),于 1944 年 12 月飞行时最大速度达到 1280 千米/ 小时。1946 年用 B—29 轰炸机把 X—1 带入高空抛放,然后自飞,创造了时速达 1600 千米。后来道格拉斯公司在 50 年代又研制了 D-558—2MK—1 和 D
-558—3MK—2 火箭飞机。但没有实际应用,可经验是宝贵的。
美国人搞航天飞机的想法由来已久。50 年代初贝尔公司的道伦博格(前纳粹研制火箭的负责人)根据桑格尔的设想提出“波米”计划,为二级火箭航天飞机,形状和发射方式与“哥伦比亚”号航天飞机相差无几。可惜因技术关键太多未能开展研制。布劳恩此时曾在《柯里尔》杂志上撰文倡议研制航天飞机,我国火箭专家钱学森也曾研究过带翼的太空飞机问题,对美国朝野影响很大。1957 年在前苏联卫星的刺激下空军提出用“大力神”Ⅲ发射“迪纳—索尔”航天飞机的方案(又称 X—20)。搞了 6 年,终因耗资过大,而被更简单的航天飞行器所代替。
进入 70 年代之后,情况已远非昔比,1969 年美国航宇局和国防部共同提出研制航天飞机的计划。
开始,美国人雄心勃勃,计划采用法盖特提出的方案,搞全部可回收的航天飞机系统。简单地说,就相当于用一个和波音 747 尺寸大小相当的航天飞机从机场起飞,母机把航天飞机送入高空后,航天飞机脱离母机自己继续飞入太空,而母机则重新返回机场降落。为了节省氧化剂,发动机在大气中可由空气助燃飞行。这个方案当然理想,但要花费 120 亿美元以上,而且技术上难点也多,遭到国会反对,航天飞机计划也几乎夭折。由于尼克松总统力排众议,大力支持,才通过了一个半回收航天飞机系统计划,就是现在的第一架航天飞机(“哥伦比亚”号)。它实际上是用两个巨型固体火箭代替母机,把航天飞机(也叫轨道器)送上天后,固体助推器脱落用降落伞回收。由于想使航天飞机结构紧凑,多装有效载荷,便把入轨前使用的液氢、液氧另外装在一个大容器中,液氢、液氧用完后容器即抛弃,这很有点像飞机用的副油箱。这个方案约需 60~80 亿美元。本来计划 1978 年试飞,因经费不足的和技术问题到 1981 年 4 月 12 日第一架航天飞机“哥伦比亚”号才第一
次试飞,并获得成功。
迄今为止,进入太空的航天飞机共 6 架,其中美国 5 架,前苏联 1 架。它们是“哥伦比亚”号、“挑战者”号、“发现”号、“阿特兰蒂斯”号、“奋进”号及“暴风雪”号。
航天飞机是通向太空的理想交通工具之一。人类没有停止在汽车、轮船、飞机之中,而是不断前进,向茫茫的宇宙进军,开发宇宙资源,为人类造福。