中国亚轨道飞行器试飞成功，2小时打遍全球

2021年7月20日上午11:56 • 前沿科技

本文转载自：国科环宇（ID:UCAS2004）

7月16日，我国的亚轨道飞行器试飞成功，但是官方只有文字报道和计算机效果图，没有照片，理由是太先进无法展示。

所谓的亚轨道飞行，是指在飞机的飞行高度以上，同时又赶不上外太空的人造卫星。

飞机最大的飞行高度大约在30公里，人造卫星的低轨道近地点可以到200公里，这个范围之内就是亚轨道飞行器的活动空间。

我们知道有人驾驶的飞机在大气层中飞行的速度不能超过一定的极限，否则气动加热会把飞行器烧毁。

米格25和黑鸟能够飞到马赫数3，就是因为它们的机体用了不锈钢或者是钛，这2种材料可以经受得住300度的气动加热。

协和式超音速飞机只能飞2.2马赫，气动加热是150度。因为机身采用的铝合金材料，最多只能承受180度的温度。

随着飞行速度的提高，气动加热会急剧上升。如果飞行速度超过三马赫继续往上提升，有人驾驶的飞行器就必须改变飞行方式。

亚轨道飞行是最近才兴起的高新技术，以前之所以从30公里到200公里这段空间没有加以利用，是因为开发难度比较大。

在这个高度大气压基本上是0，所以航空器内部它的密封要跟在外太空中飞行的宇宙飞船类似。

这就是亚轨道飞行的难度之一，它实际上是两段式飞行，在大气层中需要飞机（或者其他动力上升器）拖带或者是悬挂。亚轨道飞行器返回地面的方式和飞机、航天飞机着陆是一样的，但是它又不是航天飞机的返回方式。

我们知道，在外太空飞行的宇宙飞船、空间站，需要达到第一宇宙速度7.9公里每秒，才能够在轨道上稳定地环绕地球飞行。

但是亚轨道飞行达不到这个速度，因为它不能让自己成为一个人造卫星。亚轨道飞行最高的速度是15马赫左右，也就是4公里每秒钟左右。

我们知道物体的能量和速度的平方成正比，外太空的飞行器返回地面，从7.9公里每秒减速到0，必须在大气层中经过剧烈的摩擦把动能转化成热能。所以轨道飞行器返回大气层的时候，外层壳体要经受住极高的温度。

美国航天飞机返回地球，必须以一个特定的仰角进入大气层，由于和空气剧烈摩擦，飞机肚皮这一部分外表面的温度会高达1640℃。

普通的金属材料是无法承受这么高的温度的，所以航天飞机外层需要铺设防热瓦。

哥伦比亚号航天飞机在返回地球大气层的时候，就是由于机体外铺设的防热瓦脱落，高温的热气进入起落架舱，造成航天飞机解体，七名宇航员遇难。

所以，宇宙飞船返回地面这个过程非常危险，它的危险程度甚至比进入宇宙空间还要高得多。

人类进入宇航时代以来，一共有五百多位宇航员进入了外太空，牺牲的宇航员一共有22名。其中美国牺牲了16人，前苏联牺牲了5人，以色列牺牲了一人。

前苏联牺牲的5人中，有4人是在返回地球大气层的时候遇难的。

亚轨道飞行就是这样一种提高了进入轨道难度，但是极大降低了返回地面难度的飞行方式。亚轨道飞行的最大速度只有轨道飞行的1/2，具有的动能只有轨道飞行的1/4，所以再入地球大气层时难度也只有1/4。

今年7月11号维珍银河公司就进行了一次亚轨道飞行，飞船先由飞机拖带到30公里的高空。

然后启动火箭发动机，把飞船推送到85公里的高空，进行了7分钟的抛物线飞行。在这个飞行过程中，飞船内的乘客可以体验失重。

十五分钟以后飞船重新降落到自己的出发地点。

我们国家的亚轨道飞行和维真银河的亚轨道飞行，是完全不一样的。维珍银河的飞行，准确说还达不到亚轨道飞行的程度，只能算是准亚轨道飞行。

真正的亚轨道飞行要求飞过卡门线。卡门线是以著名的空气动力学家、钱学森的老师冯·卡门命名的一条虚拟的线。这条线距离地球表面100公里，超过这条线以外，就是真正的外太空。

所以亚轨道飞行器看起来有一点像缩小化的航天飞机，需要有驾驶员。亚轨道飞行要做到实用化，必须具有两小时飞遍世界各地的能力。

亚轨道飞行器的飞行速度最大只有4公里每秒，所以它不能够完全依靠惯性在外太空环绕地球飞行。

亚轨道飞行器的飞行方式是先进入外太空，以抛物线的形式飞行一段，再进入高空大气层。

在大气层中，飞船要依靠飞机的翅膀提供升力，启动发动机再进入外太空，以一条波浪状曲线环绕地球轨道飞行。

所以亚轨道飞行器的关键，要具备反复进入大气层，同时从大气层重返外太空的能力。

当然，实现这个能力有需要额外的动力，这个额外的动力有可能是火箭发动机，也有可能使用超燃冲压发动机。

在将来，亚轨道飞行器实用化，可以在两个小时之内把乘客带入世界上任何一个机场。

如果亚轨道飞行器用于军事用途，则具有两小时打遍全球的能力。

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