[科普中國]-空天母艦

空天母艦，未來作戰(zhàn)武器。搭載的是既能在太空作戰(zhàn)，也能在大氣層飛行的空天戰(zhàn)機(jī)。空天母艦是以艦載機(jī)及動能武器、激光武器等為主要武器并作為其空中活動基地的大型飛行器。

概念定位空天母艦搭載的是既能在太空作戰(zhàn)，也能在大氣層飛行的空天戰(zhàn)機(jī)，是以艦載機(jī)及動能武器、激光武器等為主要武器并作為其空中活動基地的大型飛行器。

未來的空天母艦采用分段式發(fā)射，用火箭運(yùn)載發(fā)射升空；再根據(jù)不同作戰(zhàn)需求，取某一高度為運(yùn)行軌道，類似于空間站的組裝方式進(jìn)行拼裝成型，并通過變軌來調(diào)整空天母艦運(yùn)行姿態(tài)與路徑。

在艦載機(jī)的發(fā)射方式上，使用墜落式起飛。顧名思義，就是利用艦載機(jī)從空天母艦上墜落時(shí)的重力勢能來提升自身動能 婁辜盞工；的方式。由于升力與速度是平方倍數(shù)關(guān)系。墜落式起飛時(shí)，空 本科生天母艦?zāi)芴峁┙o艦載機(jī)海上航空母艦所沒有的重力勢能。在不能彈射起飛的情況下，飛機(jī)躍出甲板時(shí)速度低，攻角向下，法向過載遠(yuǎn)小于l，這時(shí)飛機(jī)類平拋，隨后重力勢能轉(zhuǎn)換為動能，飛機(jī)加速飛行，使平拋曲線改變，此時(shí)法向過載慢慢增加，到超過1時(shí)，飛行員改變飛機(jī)機(jī)翼姿態(tài)，進(jìn)而改變攻角，艦載機(jī)由俯沖轉(zhuǎn)為爬升。以上充分證明了墜落式起飛方式在理論上的可行性。同時(shí)也可以通過電磁彈射方式來發(fā)射艦載機(jī)。1

技術(shù)特點(diǎn)航天技術(shù)方面：控制上用自身動力加速減速來改變軌道高度，并結(jié)合更復(fù)雜的控制方式來實(shí)行各方向變軌，這對航天控制技術(shù)是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

材料方面：作為空天母艦，不僅要具備航空能力，也要能穿梭大氣層具備航天能力，所以對所選材料要有極高的要求。該材料必須具備材質(zhì)輕且抗高溫高壓的基本性能。

動力能源方面：考慮核能與火箭推進(jìn)器。為了節(jié)約能源，結(jié)合不同環(huán)境的要求，大氣層內(nèi)與外太空所用的推進(jìn)方式不同。

盡管空天母艦的設(shè)想較多基于科幻電影的想象，但很多科幻電影中的想象已經(jīng)變成了現(xiàn)實(shí)，未來的發(fā)展還需要我們大膽的設(shè)想與努力，更何況走向宇宙也是人類社會進(jìn)步的必然趨勢！空天母艦不僅僅作為一種武器，它的研發(fā)也將會帶動一系列產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展升級，將使人類走向新的時(shí)代。

產(chǎn)生背景在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，巡航導(dǎo)彈已越來越多地發(fā)揮著重要作用。實(shí)際上，巡航導(dǎo)彈是一種“無人駕駛飛行器”，而發(fā)射空基巡航導(dǎo)彈的飛行器就是一種“空中母機(jī)”。如果從空天一體化全維戰(zhàn)場的角度來看，這種“空中母機(jī)”也可稱為“空天母艦”。

在未來戰(zhàn)場中，“空天母艦”將在衛(wèi)星、預(yù)警機(jī)、偵察機(jī)、電子戰(zhàn)機(jī)和武裝補(bǔ)給飛艇等各類飛行器的保障之下，游弋于空天之中?！翱仗炷概灐鄙蠈⒋钶d具備各種功能的空天飛行器，它們可能包括巡航導(dǎo)彈那樣的“自殺式武器”，也可能施放無人操縱的可回收的飛行器去獵殺目標(biāo)，或者是有人駕駛的飛行器對空天、陸地或海洋目標(biāo)進(jìn)行精確打擊。

一旦“空天母艦”發(fā)展成為一種成熟的通用化大型空天武器平臺，它將成為繼航空母艦之后的另一種霸王，它也可能取代航母的地位，成為未來戰(zhàn)爭的主角。

武器性能研發(fā)中的空天武器

美國、俄羅斯、歐盟等國正在研發(fā)和設(shè)計(jì)中的“空天母艦”，是一種高超音速的空天運(yùn)輸平臺，具有推進(jìn)效率高、燃耗低、載荷量大、飛行時(shí)間長等優(yōu)勢，能實(shí)現(xiàn)全球范圍空天一體化快速打擊。

“空天母艦”的長度達(dá)500-1200米，高度達(dá)50-100米，載荷量達(dá)到了空前的8000噸，將全面超越當(dāng)今的“空中大哥大”——空客A380。這種“空天母艦”的最高時(shí)速為3萬千米每時(shí)，可在海拔200千米的繞地軌道安全飛行。

在有人駕駛時(shí)，它能在常規(guī)機(jī)場水平起飛和著陸，還可在大氣層內(nèi)飛行，因而“空天母艦”仍具有常規(guī)飛行器的氣動外形，但它的飛行速度將史無前例地超過5馬赫(暫時(shí)無法實(shí)現(xiàn))，比子彈還要快，從美國首都華盛頓飛到日本東京只需兩小時(shí)。

設(shè)想中的“空天母艦”也可進(jìn)行大氣層外的軌道飛行。由于沒有了空氣阻力，此時(shí)的飛行速度將高達(dá)25倍音速，僅需90分鐘就能繞地球一圈，幾乎可實(shí)時(shí)到達(dá)地球上空任何一個(gè)角落投入戰(zhàn)斗，令敵手無暇反應(yīng)。

主要問題“空天母艦”的作戰(zhàn)模式既不等同于太空戰(zhàn)，也不等同于空戰(zhàn)，而是一種跨形態(tài)作戰(zhàn)。它是一種快速反應(yīng)的跨大氣層飛行的新穎運(yùn)輸機(jī)，也是一種裝備有先進(jìn)探測設(shè)備的偵察飛行器，還可能是一種靈活并可重復(fù)使用的太空發(fā)射平臺。在未來的空天一體化作戰(zhàn)中，它既可以當(dāng)作航空兵參加戰(zhàn)斗，也可以作為“天軍”與太空“敵人”廝殺。它是一種比航天飛機(jī)更為靈活、戰(zhàn)斗力更強(qiáng)的新型空天武器。

按照美國的新軍事戰(zhàn)略，今后將大幅削減海外駐軍，關(guān)閉海外基地，由此留下的空當(dāng)將由遠(yuǎn)程戰(zhàn)略武器來填補(bǔ)，未來的“空天母艦”就可能是其重要組成部分之一。

然而，無論是從效用性、時(shí)效性和應(yīng)用范圍來看，還是從制造和使用的成本來說，“空天母艦”的未來角色，主要還在于戰(zhàn)略威懾和執(zhí)行特殊任務(wù)，不可能像普通軍用飛機(jī)一樣批量生產(chǎn)和成建制列裝。而具備空天飛機(jī)特征的第六代通用戰(zhàn)斗機(jī)，則更具有實(shí)際意義。不過，如果航天科技進(jìn)一步發(fā)達(dá)，使用核聚變發(fā)動機(jī)，那么“空天母艦”的一切問題將迎刃而解。

作為長時(shí)間航行于空中的大型作戰(zhàn)單位，考慮到長時(shí)間航行的能量消耗和反應(yīng)速度，機(jī)體可能將考慮穿越大氣層到外層空間，但是由此帶來的問題是外層耐熱材料的反復(fù)使用。

發(fā)展?fàn)顩r美國軍方從1982年開始實(shí)施“空天母艦”計(jì)劃，總費(fèi)用預(yù)計(jì)為數(shù)十億至400億美元，由美國國防部和國家航空航天局聯(lián)合進(jìn)行技術(shù)研究。

為了解決在大氣層中持續(xù)高超音速飛行的問題，1985年以前在氫燃料的空氣渦輪沖壓發(fā)動機(jī)和超音速燃燒沖壓發(fā)動機(jī)的技術(shù)研究方面已有所突破{1986年~1988年，集中進(jìn)行這類發(fā)動機(jī)的方案論證工作，并加速發(fā)展機(jī)體設(shè)計(jì)、動力裝置等關(guān)鍵技術(shù)；1988年后著手研制一架試驗(yàn)樣機(jī)，1992年-1995年期間進(jìn)行飛行試驗(yàn)。

不久前，一份被刪除了核心內(nèi)容的英國國防部絕密文件披露，一架神秘的“黑色飛機(jī)”屢屢掠過英倫上空，極限高度上的超高速飛行，令英國皇家空軍所有的戰(zhàn)機(jī)束手無策。情報(bào)部門斷言，它就是流傳已久的、美國波音公司正在秘密研發(fā)的“暗星”。

2006年年底，“暗星”全尺寸原型機(jī)首次成功試飛。隨后，五角大樓迅速進(jìn)行了評估，并將其定性為“適用于放置小型軍用衛(wèi)星，回收間諜衛(wèi)星，能在軌向敵對國家發(fā)射核武器或者空對地新型武器的作戰(zhàn)平臺”。

2007年6月，美國空中作戰(zhàn)司令部為五角大樓的決策者們進(jìn)行了一次與眾不同的演習(xí)——“空天母艦”扮演主角的未來全球戰(zhàn)爭。在假想的演習(xí)中，“敵國”的核導(dǎo)彈準(zhǔn)備就緒即將發(fā)射的一剎那，在地球亞軌道上游弋的美國“空天母艦”釋放出太空戰(zhàn)斗機(jī)，在短短5分鐘內(nèi)就向?qū)κ滞渡淞司_制導(dǎo)炸彈，準(zhǔn)確地摧毀了它們的地下指揮所、地面防空火炮陣地、核導(dǎo)彈發(fā)射場的控制中心等目標(biāo)。經(jīng)過這群“開路先鋒”的“狂轟濫炸”，美空軍常規(guī)戰(zhàn)機(jī)隨后不間斷地突入“敵國”上空，剎那間就取得了制空權(quán)。

與其他母艦區(qū)別區(qū)別1：空天母艦異于航天母艦。航天母艦雖然在太空威力巨大，但不具備大氣層內(nèi)起降的能力，這使得其在地球和太空之間出現(xiàn)斷檔。反之，空天母艦則同時(shí)具備大氣層飛行和外空作戰(zhàn)能力，其機(jī)動性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過航天母艦。漫威漫畫系列中已經(jīng)出現(xiàn)了這一類的科幻產(chǎn)物。

區(qū)別2：空天母艦異于航空母艦。航空母艦活動范圍是在海上而不是在天空。

應(yīng)用領(lǐng)域隨著中國對空天戰(zhàn)略認(rèn)識的逐步深入，對外太空防御意識的增強(qiáng)，再比照中外空天力量的對比差距。我國空軍轉(zhuǎn)型“空天一體化”的戰(zhàn)略思想就變得愈加必要。

空天母艦是以艦載機(jī)及動能武器、激光武器等為主要武器并作為其空中活動基地的大型飛行器，類似于航空母艦，但其活動范圍不是在海上而是在天空?？呻S時(shí)為戰(zhàn)斗機(jī)或空天飛機(jī)補(bǔ)充燃料和彈藥。因?yàn)樗窃谔炜罩?，可以在極短時(shí)間去往地球上任意地點(diǎn)而不是局限于海上。所以可以做到大范圍快速打擊。且攻守兼?zhèn)?，可有效進(jìn)行對地表打擊以及太空反導(dǎo)、反航行器。無論是在戰(zhàn)術(shù)威力上，還是戰(zhàn)略威懾上，都有重大意義。

空天母艦將是人類戰(zhàn)爭從陸?？盏娇仗祛I(lǐng)域的轉(zhuǎn)型性新式武器。它將促進(jìn)現(xiàn)有航天技術(shù)的發(fā)展，推動航空與航天結(jié)合進(jìn)程。將會是中國發(fā)達(dá)基礎(chǔ)工業(yè)所帶來的技術(shù)升級結(jié)晶。無論對人類未來全球格局劃分，還是對中國維護(hù)世界和平的主張都有著重要意義。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

劉軍 - 副研究員 - 中國科學(xué)院工程熱物理研究所