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7馬赫「鳴鏑」高速飛行器官宣 美媒歎「美國高超領域已遠遠落後中國」

博客文章

7馬赫「鳴鏑」高速飛行器官宣 美媒歎「美國高超領域已遠遠落後中國」
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7馬赫「鳴鏑」高速飛行器官宣 美媒歎「美國高超領域已遠遠落後中國」

2024年12月18日 12:06 最後更新:12:12

最近,內地「湖南衛視」公開的一部紀錄片爆紅!影片在介紹中科院力學研究所錢學森科技攻關青年突擊隊的工作成績時,提到了多種「臨近空間寬域飛行器」的研製進展以及試飛視頻,讓此前一直籠罩著神秘面紗的中國「鳴鏑」系列高速飛行器真實地展示在全球面前,這也引起了西方媒體的高度關注和猜測。

例如美國「動力」網站16日在對視頻中出現的多種「臨近空間寬域飛行器」分析後認為,它們未來可以根據需求演變為高超音速滑翔導彈、無人高空高速偵察機甚至是超遠程打擊平台。

20241218_BLOG_ (2)

20241218_BLOG_ (2)

其實這次出現的「鳴鏑」(MD)系列高速飛行器,對於關注珠海航展的中國網友們並不陌生。視頻中亮相的MD-19和MD-22飛行器都曾在航展中公開亮相。它們都屬於所謂「臨近空間寬域飛行器」,可以適應不同的飛行速度和高度,包括在大氣層最外層的臨近空間。

例如MD-22寬域飛行器的宣傳展板顯示,它長10.8米,翼展4.5米,最大起飛重量4噸,是可重複使用的高超音速技術試驗平台,用於天地往返空天飛機的技術驗證。MD-22可以兼容不同動力,適用馬赫數0-7,可以使用自主起飛或火箭助推發射模式,最大航程8000公里,還具備中高速條件下實施6G穩盤過載强機動飛行的能力。

內地軍事博主「憤怒熊貓」分析認為,這些視頻中最有價值的部分是這些飛行器平穩降落在地面。空天飛機之所以被認為是未來天地往返的絕對主力工具,就在於它可以採用從地面水平發射/火箭助推垂直發射,然後在具備一定的高度和速度條件後,啓動雙模衝壓發動機或超音速衝壓發動機等先進發動機後,開始在臨近空間的高速飛行,甚至進入太空,完成任務後再重返大氣層,以水平降落的方式回到地面跑道。想要實現這些設想,高性能發動機和卓越的氣動設計是核心技術。

從湖南衛視公開的視頻看,MD-19、MD-21和MD-22都採用了相同的總體布局——楔形機身、三角翼和傾斜雙垂尾,並具有可收放前三點起落架。它們在測試時是由高空氣球和「雙尾蝎」大型無人機携帶到高空後釋放,以獲得足够的高度和速度,為啓動機載先進發動機提供初始條件。其中MD-19由「雙尾蝎」大型無人機釋放時所展示的性能非常令人吃驚。通常猜測MD-19採用了對於進氣條件有相當苛刻要求的亞燃衝壓發動機,而「雙尾蝎」無人機能够提供的初速度有限,MD-19脫離後迅速啓動發動機並加速飛行,證明其動力系統設計非常成功,已經突破了典型亞燃衝壓發動機的局限性。

其次,MD-22等飛行器還具備强機動飛行能力,更讓人吃驚——大家都知道,高速飛行器很難做出大過載機動,否則機體結構很容易受損,所以無論是俄羅斯的米格-25還是美國的SR-71,在最高速飛行時(約2.5-3馬赫)基本都只能「走直綫」。而最高時速達7馬赫的MD-22竟然可以在「中高速條件下實施6G穩盤過載」,不得不說這代表了中國在高超音速飛行器氣動、結構設計和新材料方面的最新技術結晶。

「動力」網站感慨地表示,近年來,中國一直在大力投資高超音速能力,並建造了一系列專門的測試平台和相關基礎設施。未來中國可能基於「鳴鏑」系列高超音速無人飛行器執行動能打擊、情報、監視和偵察(ISR)等任務,其中更小、航程更近的衍生型號可以發揮與無偵-8類似的戰場偵察作用,而更大的型號可以携帶各種戰鬥部執行攻擊任務。

報道提到,在今年的珠海航展上,參與MD-22研發的廣東空天科技研究院(GARA)特別展示了GDF-600無動力高超音速助推滑翔武器概念,GDF-600的最大起飛重量5噸,可携帶1.2噸的子彈藥。這種高速平台的最大飛行速度高達7馬赫,最大射程在200公里到600公里之間。現場的模型和展板顯示,它可以裝載各種子彈藥,包括超音速導彈、亞音速導彈、巡飛彈、航空炸彈和無人機。「動力」網站認為,從高超音速平台上發射任何類型的彈藥都面臨著重大技術挑戰,因為涉及到物理和熱應力問題,而「鳴鏑」系列飛行器可能有助於驗證這種能力。

由於這次公開的「鳴鏑」系列飛行器測試視頻其實都是幾年前拍攝的,因此可以合理推測的是,如今「鳴鏑」測試的各種技術,如今都已經接近或具備實用能力,因此才會在珠海航展上公開展出携帶各種戰鬥部的高超音速助推滑翔武器。

話又說回來,即便不是用於軍事領域,「鳴鏑」系列飛行器代表的空天飛機技術成熟後,對於中國太空運輸能力也將有質的提升——美國太空探索技術公司的「星艦」超重型火箭之所以被美國寄予厚望,就在於它可以利用相當便宜的價格將衛星送入軌道。但「星艦」本質上仍是傳統火箭構型,垂直起飛時完全依靠發動機提供升力,需要消耗海量的燃料,能量利用效率有限。相比之下,可以在大氣層內充分利用升力的空天飛機,不但具備完全可重複的特性,而且燃料消耗更是小得多。此外,空天飛機可以在地面跑道水平降落,更極大减少了對航天發射場配套設備的要求,有助於未來的大規模應用。

仍在PPT狀態的美國「混亂」項目飛行器效果圖

仍在PPT狀態的美國「混亂」項目飛行器效果圖

讓美媒感慨的是,如今美國在高超音速飛行器和配套的測試設備領域已經遠遠落後於中國。雖然美國空軍一直在沿著大致相似的思路推進秘密的『混亂(Mayhem)』計劃,但該計劃的前景現在仍不確定。」




止戈堂

** 博客文章文責自負,不代表本公司立場 **

建設大型低軌星座,已成為中國奔向星辰大海的必選項。面對美國「星鏈」系統的市場先發優勢,今年8月,「千帆星座」首批組網衛星以「一箭18星」成功升空入軌,標誌著中國在全球衛星互聯網領域邁出了重要一步。

「中國大型衛星項目如何挑戰馬斯克的『星鏈』?」美國消費者新聞與商業頻道(CNBC)12月15日以此為題發文稱,美國太空探索技術公司(Space X)的「星鏈」在軌運行衛星數量達到7000顆,為100多個國家的約500萬客戶提供服務,中國也在推進打造類似系統的宏偉目標。在業內學者看來,除了作為地緣政治的影響工具外,中國意識到互聯網衛星星座正日益成為國家安全的必要條件,而中國打造的衛星星座,對世界上無法獲得「星鏈」服務的國家來說極具吸引力。

2024年8月6日,有中國版「星鏈」之稱的「千帆星座」(G60星鏈)首批18顆組網衛星通過「一箭18星」的方式順利發射升空。

2024年8月6日,有中國版「星鏈」之稱的「千帆星座」(G60星鏈)首批18顆組網衛星通過「一箭18星」的方式順利發射升空。

低軌衛星星座建設,中國進度引人矚目

日媒曾在一篇文章中指出,與地面網絡不同,天基互聯網幾乎可以在任何地方實現訪問,無論是沙漠還是海洋。即使基礎設施被摧毀,衛星也可以確保戰時的連通性。低軌衛星由於更靠近地球,因此比高軌衛星通信速度更快,延遲更低。

在軌道高度在2000千米以下的近地軌道上,馬斯克旗下SpaceX公司的「星鏈」可以說佔據著主導優勢。自2019年發射首批「星鏈」衛星以來,SpaceX一直以極快的速度發射衛星,成為迄今全球最大的單一衛星運營商。

CNBC也注意到,具有先發優勢的SpaceX的「星鏈」計劃已經開始為偏遠地區的客戶提供高速互聯網服務,「星鏈」計劃在2027年前將4.2萬顆衛星送入低軌。

除「星鏈」外,總部位於歐洲的Eutelsat OneWeb還發射了630 多顆低軌互聯網衛星。亞馬遜公司也計劃建造一個大型低地軌道衛星星座,目前稱為「柯伊伯計劃」(Project Kuiper),旨在通過近地軌道上3000多顆衛星組成的星座提供寬帶互聯網,與馬斯克的「星鏈」網絡形成競爭。亞馬遜預計在2024年底前發射首批衛星,並計劃在2025年開始首批客戶測試,隨後在今年晚些時候提供商業服務。

發射至太空但尚未部署的「星鏈」衛星。

發射至太空但尚未部署的「星鏈」衛星。

在這一領域,中國的進展尤為令人矚目。

公開信息顯示,時至今日,我國向國際電信聯盟(ITU)申請低軌衛星數量總數已達5.13萬顆。根據ITU數據,地球低軌衛星總容量約6萬顆,目前各國申報數量已超7萬顆。

中國的低軌衛星互聯網星座規劃包括「GW星座」「G60星座」和「鴻鵠-3星座」,合計超過3.6萬顆衛星。我國預期將在2027年前發射約3900顆衛星,2030年總數量有望突破6000顆。其中,「G60星座」也稱作「千帆星座」,是我國正在建設的低軌衛星互聯網星座計劃,被視作中國版「星鏈」的重要組成部分。按照規劃,「千帆星座」今年預計將發射108顆低軌衛星,預計到2030年底形成約1.5萬顆低軌衛星部署,以實現全球範圍內的互聯網接入服務。

2024年8月6日,我國在太原衛星發射中心使用長征六號甲遙二十一運載火箭成功將「千帆星座」首批組網衛星——千帆極軌01組18顆衛星發射升空,衛星順利進入預定軌道。

就在12月5日,我國在太原衛星發射中心使用長征六號甲運載火箭,以一箭18星方式,成功將「千帆星座」第三批組網衛星送入預定軌道,發射任務取得圓滿成功。目前,「千帆星座」在軌組網衛星數量達到54顆。

「衛星星座日益成為維護國家安全的必要條件」

面對如此激烈的競爭,中國為何還要投入巨資和精力建設如此龐大的星座?
卡內基國際和平基金會高級研究員史蒂夫•費爾德斯坦(Steve Feldstein)表示:「『星鏈』確實證明它能够為偏遠角落的個人和公民提供互聯網接入服務,並為公民提供訪問互聯網、任何網站、任何應用程序的能力。」

在一些專家看來,中國打造的太空衛星星座雖然可能不會是美國、西歐、加拿大或其他美國盟友的首選互聯網服務提供商,但將獲得許多其他地區國家的青睞。

「有幾個地理區域可能對類似『星鏈』的競爭對手具有吸引力,特別是來自中國的競爭對手,當然也包括中國本土市場。」德國國際與安全事務研究所助理朱莉安娜•蘇斯(Juliana Suess)說,「像俄羅斯、阿富汗和叙利亞這樣的地方尚未被『星鏈』覆蓋,非洲的大部分地區也是這樣。」

「我們已經看到,非洲大陸70%的4G基礎設施是由華為建造的。因此,從太空的角度來看,(中國)可能會進一步在那裏取得進展。」蘇斯補充道。
除了作為地緣政治影響力的工具外,擁有專有的衛星互聯網星座正日益成為維護國家安全的必要條件,尤其是在戰爭期間地面互聯網基礎設施癱瘓的情况下。

「當談到『星鏈』技術在烏克蘭戰場上發揮的作用時,我們看到了無人機戰爭和互聯戰場的出現,這是戰爭形式的一大飛躍。」費爾德斯坦指出,擁有基於衛星的武器被視為一種至關重要的軍事優勢。

「我認為中國同樣看到了這一切,所以認為加大投資對實現自身的國家安全目標至關重要。」他說。

一名烏克蘭士兵在盧甘斯克展開「星鏈」終端。

一名烏克蘭士兵在盧甘斯克展開「星鏈」終端。

「中國同時探索多條路綫,趕上SpaceX只是時間問題」

中國組建衛星星座的雄心也引發了日本媒體的關注。「日經亞洲評論」在今年10月發表的一篇文章中注意到,面對美國方面的領先優勢,一直穩步實現太空目標的中國,正在衛星互聯網業務領域大力追趕,不僅將衛星星座建設列為優先事項,把公共和私人部門資源相結合助推衛星生産,還在可重複使用火箭技術、衛星互聯網服務出口領域取得了相應成果。

文章認為,建設衛星互聯網服務將助力中國擴大網絡連接。根據數據分析公司「Datareportal」的一份報告,儘管中國是全球互聯網用戶最多的國家,但截至1月,中國未聯網人口數量也位居全球第二,僅次於印度,仍有超過3.3億人尚未接入互聯網。

8月29日,中國互聯網絡信息中心(CNNIC)發布第54次《中國互聯網絡發展狀况統計報告》。報告顯示,截至2024年6月,我國網民規模近11億人(10.9967億人),較2023年12月增長742萬人,互聯網普及率達78.0%。
西方專家一致表示,沒有理由認為中國無法實現衛星星座建設目標。在這些專家看來,一旦中國完成建設目標,這些星座將會像「一帶一路」倡議那樣,幫助中國擴大政治影響力。

深藍航天星雲-M公里級回收飛行試驗。深藍航天

深藍航天星雲-M公里級回收飛行試驗。深藍航天

美國戰略與國際研究中心(CSIS)航空航天安全項目副主任、國際安全計劃高級研究員克萊頓•斯沃普(Clayton Swope)說:「隨著衛星星座的發射,中國可能打算採用一種全球商業模式,在非洲等地尋找客戶。」

與此同時,一些熟悉中國太空計劃的人士坦承,要挑戰「星鏈」,哪怕是中國這樣的世界第二大太空强國,也有很長的路要走。一名不願透露姓名的中方航天內部人士表示,「中國現在正在努力追趕,未來5到10年對戰略發展和推進至關重要」。

根據中方消息人士的描述,中國的火箭技術本來已媲美美國,但SpaceX的出現一度擴大了雙方的差距,可重複使用火箭技術可謂中國面臨的最大障礙之一。SpaceX的「獵鷹」火箭每次可發射數十顆衛星,助推器還可垂直著陸以便多次使用。

不過,我國可回收火箭也已呼之欲出。

觀察者網專欄作家陳藍8月撰文指出,到目前為止,中國已經有一家公司實現了十公里級火箭發射和回收,四家實現了低空回收,四家實現了繫繩或航發驅動飛行及回收。這九家公司中,只有3.5家是國企(中科宇航為混合制公司)。這是中國航天史上,第一次出現民企引領的局面。

事實上,規劃有可回收火箭的公司不止以上九家,還有天兵科技、東方空間、空天引擎、箭元科技等也在摩拳擦掌,不久也會加入回收試驗俱樂部。

朱雀三號VTVL-1可重複使用垂直起降回收試驗箭。藍箭航天

朱雀三號VTVL-1可重複使用垂直起降回收試驗箭。藍箭航天

2024年9月11日,中國自主研發的朱雀三號可重複使用垂直回收試驗箭,在酒泉衛星發射中心完成10公里級垂直起降返回飛行試驗。

該次任務是國內首次實現垂直起降返回火箭空中二次點火、跨音速大動壓環境下「栅格舵-冷氣姿控-發動機」聯合制導控制,以及高空風實時風修技術工程化應用等技術驗證,標誌著中國商業航天在可重複使用運載火箭技術上取得重大突破,為來實現大運力、低成本、高頻次、可重複使用的航天發射邁出了關鍵性的一步。

多名業內專家表示,衛星星座建設屬於高度資本密集型行業,來自政府的支持非常重要。日媒援引中方專家的話指出,中國目前正在同時探索多條發展路綫。

「中國正在同時探索兩種策略:一方面深入研發可重複使用火箭技術,另一方面採用『以量取勝』的策略,也就是使用更多但技術稍遜的運載火箭。」這名中方專家堅信,「中國趕上(SpaceX)只是時間問題。」

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