世界最大双体飞机将从美起飞：可从空中发射运载火箭

hyztsguan 2016-08-07

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世界最大双体飞机将从美起飞：可从空中发射运载火箭

2016-08-05 军情突击手717评

“你永远想不到（它）有多大”

这块广告牌位于美国加利福尼亚州莫哈维航空航天港，由诺斯罗普·格鲁曼公司下属的“缩尺复合体”公司2015年安装于此。除引人注目的广告词外，占据了广告牌半幅页面的是一架巨大双体飞机剪影。这就是本文的主角，由火神宇航（Vulcan Aerospace）公司委托“缩尺复合体”公司（Scaled Composites）制造的“同温层发射系统”（Stratolaunch System）或名“同温层发射载机” the Stratolaunch Carrier Aircraft），当该机制造完成时，它将凭借117米的翼展成为世界上最大的飞机。

值得一提的是，在广告牌上方陈列的飞机剪影也都大有来头，都是由著名飞机设计师伯特·鲁坦设计的著名机种，例如左起第一架便是首次实现载人不加油不着陆环球航行的“旅行者”号飞机。

“同温层发射系统”的诞生缘起微软创始人保罗·艾伦与美国电动汽车制造商特斯拉创始人伊隆·马斯克合作，在空射运载火箭的基础上，为航天快速发射提供更佳的商业前景。在此之前，伯特·鲁坦为维珍银河公司设计的“白骑士”系列空基发射平台引起了保罗的注意，经洽谈，伯特·鲁坦最终担任同温层发射系统的概念设计师。

从2011年起，“缩尺复合体”公司开始在莫哈维航空航天港为“同温层发射系统”修建巨型机库，占地面积达八千平方米。如这张卫星图所示，和波音747货机相比足以体现这个机库的庞大。

本图为“同温层发射系统”（最下方红色标明了翼展长度117米）与几种著名大飞机上的尺寸对比示意图。可见“同温层发射系统”的尺寸之大，甚至超过了目前世界上最大的运输机安-225。

“同温层发射系统”项目编号为351，代号“大鹏”，与“白骑士2”号有着类似的双体机结构。其大部分配件，如发动机，航空电子设备，起落架等，由两架前美国联合航空公司波音747-400（注册号为28715和28716）提供，以节省总项目成本。

该型机在两个主机身中部加入了一个中央翼盒，这一部分安装的名为“交配和集成系统”（MIS）可以搭载230吨级别的载荷，令其均匀的分摊在整个翼盒上。左右两个机身分别搭载有水平和垂直稳定计。驾驶舱及航电系统布置于右侧机头内。令人称奇的是，这样一个庞然大物的机组仅需3人，分别为正、副驾驶和飞行工程师。图为2016年6月19日拍摄的，正在组装中的“大鹏”机身。

为了驱动这样一个庞然大物，“同温层发射系统”搭载了六台普惠PW4056涡扇发动机（该发动机同时也是波音747客机的动力系统），每台发动机可提供至少250千牛的“澎湃”动力。“同温层发射系统”为了兼顾减重和结构强度，以及可搭载大量航空燃油的需要，在机身制造过程中，大量使用复合材料。该机完工后，不仅会成为世界上最大的飞机，而且将成为使用复合材料最多的飞机。图为2016年6月19日，由火神宇航发布的“同温层发射系统”最新总装照片。

目前整机已经完成78%的组装，正在等待缩比复合材料公司交付剩余部件。如一切顺利，在2016年年底将有望进行首飞，而其配套的“飞马座II”空射运载火箭将由轨道科学公司开发，其目标载荷为6100公斤的近地轨道运载能力。配图为同温层发射系统的完整流程图。

其原型“飞马座”火箭是轨道科学公司于1986年研发的一种三级固体有翼火箭，全长为16.9 米,起飞重量18 .9吨；可由B-52轰炸机或L-1011运输机搭载，在一万两千米高空、0.8马赫飞行速度的条件下释放，可将272公斤重的有效载荷送入近地轨道。若从赤道地区发射,借助地球自转力,可将408公斤重的有效载荷送入近地轨道。

“飞马座”适用于发射小型通信卫星、空间科学卫星、遥感卫星等航天器。其衍生型“金牛座”运载火箭可对地球同步轨道运送380公斤载荷。“飞马座”自1990年投入运营到最后一次在2013年的发射以来共完成42次航天发射任务，仅有2次失败记录，堪称快速发射系统的先驱。

相较于传统的航天发射，空射运载火箭有着准备快（以“飞马座”为例，组装完成后，一次发射准备时间仅需八天，而常规运载火箭的准备时间长达数月），不受发射区域天气条件限制，发射成本低等诸多优点。

从性能角度讲，由于载机已赋予空射火箭一定的初始速度，能提升约2%的火箭载荷。同时由于发射时火箭处于高空，工作环境变化较小，其结构和热应力均负载较低，设计上不必过多权衡从海平面到接近真空的工作环境变化，利于火箭降低发射成本、放宽发射条件。配图为2006年，绰号“观星者”的L-1011运输机发射太空科技5号卫星的资料图。