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中国临近空间飞艇和美日差距较大

  所谓的临近空间是指距离地面高度2万米到100公里之间的区域。但是和此次中国临近空间飞艇首飞新闻报道中不同的是,飞机和航天器是可以在临近空间飞行的,只是时间不能维持太久。实际上稍有军事常识的人都知道,最大飞行高度超过两万米的战斗机是相当多的,而且在50年代就出现了。

中国临近空间飞艇和美日差距较大

  F4战斗机,50年代创造了3万米飞行高度的突破

  对于飞行速度非常高的航天器来说,临近空间的空气虽然稀薄,但形成的阻力仍然过大了。在临近空间飞行会使它必须要额外消耗很多燃料来维持高度,否则就必须返航或者在大气层中坠落烧毁。

  对飞机载人飞机来说,它要在座舱内维持足够的气压,保证飞行员的生命安全;因此要从发动机压缩空气的过程里,抽取大量空气送进座舱。整个这一类设计的工作极限,就只能到2.5万米,因为空气密度已经只有海平面的1/40了,工作效率已经低到临界点了。再往高就必须采用宇宙飞船式的全封闭设计。

  人类不仅没有造出过能在2.5万米附近长期飞行的飞机(这个高度和以上的记录,都是飞行员玩命短时间冲刺的结果,无法停留),实际上要维持在2万米附近长时间都非常难。空气密度低到地面的1/14,使飞机需要很高的速度才能维持足够的升力,抵消自身的重量;而发动机又损失推力特别大,要多烧好多的油。

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  卫星维持轨道高度需要燃料,这常常是它寿命的关键原因

  要长时间(最低数天以上、长则一年以上)维持在1.8万米到3万米之间(再高就超出现在人类的科学工程技术水平了)高度的有动力飞行,目前唯一可行的方法,就是利用飞行器自身的浮力来克服重力,飞行的动力由太阳能电力系统提供(这样可以把重量减少到最小)。

  我国此次放飞的临近空间飞艇,就属于这类设计。它通过在气囊内灌充非常轻的大量氦气,使整个飞艇的密度比2万米以下的空气还小,因此维持两万米高度本身不需要额外的消耗动力。

  二:临近空间飞艇有哪些特别明显的优势?

  相对于飞机和卫星来说,飞艇在性能上有三大优势。第一是在同一地点的维持存在时间极长,第二是使用费用低,第三是探测能优势明显。这使它在通信中继、对地监控、防空警戒上有着非常大的潜力优势。

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  临近空间飞艇充当通信中继平台

  由于距离远、功率有限,通信卫星的带宽不仅昂贵而且资源紧缺。而现在的军事侦察手段对于带宽的要求正在越来越高,比如全球鹰这样能实时发挥大量高清照片和视频的战略侦察机,只要几架,就能在数千平方公里以内消耗掉所有的卫星通信资源;再增加数量,就只能挤占其它系统的份额了。

中国临近空间飞艇和美日差距较大

  而临近空间飞艇可以携带通信中继设备,极大的缓解通信卫星的工作压力。早在2003年,美国空军的空间战实验室,就在名为“攀登者”的试验飞艇上实现了三万米高度的初期试验。除了悬浮、降落、返航等基本飞行控制功能的验证外,最主要的就是通过携带的45公斤重的通信和监视设备,完成通信中继和对地监控任务能力的验证。

中国临近空间飞艇和美日差距较大

  此外长时间的高空滞留能力,也使它在对地和对空监测上有着特别强的潜力优势。2006年,美国空军科学咨询委员会发布题为《在临近空间高度持久存在》 的报告, 对临近空间平台建设发展进行了中长期规划。

  其中“传感器与结构一体化(ISIS)”飞艇,设计重点就在于利用飞艇搭载大型相控阵雷达,利用高度优势,针对伊拉克、台湾海峡、伊朗进行战时监控。根据论证结果,一艘ISIS定点在伊拉克中部,就能覆盖伊拉克全境;定点在菲律宾北部的吕宋海峡上空,就能覆盖台湾海峡、台湾岛、台湾以东海面。

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