俄罗斯专家正在研制一种新型的飞行器——太空飞机。乘坐这种太空飞机,从莫斯科到纽约不到1小时。这是世界航空航天领域将要出现的一次重大突破,其意义可与加加林进入太空、人类登上月球等重大事件比肩。目前,俄罗斯科学院应用力学研究所正在开展太空飞机的研制项目。该项目负责人伊凡 · 菲利波维奇 · 奥布拉佐夫今年初在接受本国《总结》杂志记者采访时,介绍了俄罗斯太空飞机的性能与特点。

太空飞机主要用于完成轨道上的工作,实际上它是一个两级飞行器。飞机起飞升至80公里高度后,装在机身内的二级飞行器自行点火分离。二级飞行器是一种可在不同轨道间移动的货运飞船,它能进入距地面200~36000公里之间的任意轨道,释放携带的货物(如卫星)或回收返回地球的仪器。一级飞行器在脱离二级飞行器后,可以立即返回地面,也能停留在100~200公里的高度。关闭发动机,像卫星一样只靠微弱的动力确保不偏离轨道。二级飞行器在完成任务后,降到较低的装载轨道,与一级飞行器完成对接后返回地球。太空飞机的所有部件都可以反复使用,它可以从一类机场起飞,在二类机场就能降落。

根据计算,一级飞行器能载重120吨,这也是二级飞行器的起飞重量。二级飞行器载重50吨(200公里高度上的重量)。与此同时,还设计了一种紧凑的一级飞行器备案(用于运载较轻的货物)。预计将每公斤货物送上200公里轨道的费用为100~300美元。要达到同样目的,使用目前的一次性运载火箭的费用为7000~1万美元,而航天飞机要2万~2.5万美元。

设计中的太空飞机有双层座位,可搭载600人。飞机升至100公里高空,然后绕地球飞行,最后降落。太空飞机的时速为2万~3万公里,从莫斯科飞到纽约只需50分钟,飞旧金山只需1小时,到澳大利亚也只要1个多小时。机票大约为1.5万美元一张。

太空飞机的运载能力将超出人们的想象。原因是有了更强大的火箭发动机。而机身和机翼的整合设计,使飞机在起降时产生强大的屏蔽效果,降低机身的单位负载,并更合理地分配空气动力及重量负荷,从而改善了热物理特性。太空飞机的机身采用网状混合结构设计,重量大为减轻。飞机的内部系统仅包括机身构架与机载货物(藏在与机翼融为一体的机身之内)。飞机的最外层为耐高温材料,内部依次为陶瓷层、纤维层、吸热多孔复合材料层、钛金属层和液氢冷却层。

太空飞机的可靠性是最重要的问题,因此对它进行了全新的设计:机身为一体化网状自动适应系统,能根据外界压力(如颠簸气流、下降气流、重力、太阳辐射等)进行自我调整。目前,专家们正致力于开发一种能够适应任何外界环境的复合材料。

至于还要多少时间才能将飞机投入流水线生产,这需要10~15年,花费约为60亿美元。目前已经制造出由无线电控制的飞行模型,并对其进行了试验以检验空气动力学计算的正确性。一级飞行器的发动机用的是俄罗斯科学院院士卡托尔金设计的新型“701”火箭发动机。该发动机可以使用三种燃料:煤油、液氧和液氢。在低空飞行时以煤油作为动力(在低空烧煤油效率最高),在高空飞行时以液氢为动力。通过这种燃料搭配,发动机可以获得最佳的性能。控制系统、对接系统和电池等设备目前已经研制就绪。