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“暴风雪”号疑云:它究竟是否安装了喷气发动机?

 cat1208 2019-09-01

1986年1月28日,农历腊月十九,美国“挑战者”号航天飞机正在点火发射准备执行第10次太空任务。然而,在“挑战者”号升空后73秒后,该机发生剧烈爆炸,机上的7名宇航员几乎没有任何逃生的机会。

而不久之前,在这个巨大悲剧33周年祭的时候,各界人士纷纷发表各自看法,其中不可避免的把当年苏联的航天飞机“暴风雪”号拿过来进行一番对比。不过在众多提及“暴风雪”号的文章中,几乎都提到这个观点:“暴风雪”号装有喷气式发动机,可以在大气层内飞行时提供动力,让“暴风雪”号的机动能力更强,在降落时有更多的选择余地,甚至可以复飞和转场。


对“暴风雪”号的误解的来源?

然而,现实情况是,“暴风雪”号有喷气发动机、可以自行降落一事,其实是长久以来国内媒体的一个误解。这个误解可能来自于二三十年前的科普杂志,因为笔者的确有印象在小时候看到过这样的文章,甚至这么多年来也曾认为“暴风雪”号就是这样的。当然,二三十年前人们获取全世界资料的渠道十分有限,也许当年杂志的编辑看到的文章的确是这么写的,因此也就整理后发表到国内的杂志上,当时几乎也没有办法去核实相关说法正确与否。不过现在时代不同了,发达的网络可以让我们及时的纠正一些过去的错误观点。


计划中的“暴风雪”号与实际的“暴风雪”号

说到“暴风雪”号(Buran),实际上当年苏联的航天飞机计划的别称,就叫“暴风雪”计划(Buran programme),“暴风雪”号是其首架航天飞机,该计划中还包含一系列其他名称的航天飞机,只不过苏联经济形势紧张,无力继续发展下去,使得“暴风雪”号就成为这一系列计划的绝唱。

由于“暴风雪”计划的开展时间比美国的航天飞机要晚,因此有很多设计可以借鉴NASA的成果,同时也可以进行一定的改进,这使得苏联航天飞机和美国航天飞机实际上还是存在着很多区别,这里就不细说了。

“联盟”号火箭、美国航天飞机和“暴风雪”号的外观对比。


不过,“暴风雪”号在研制之初,的确是要求在尾端添加一对喷气发动机,以完成前面提到有动力着陆的功能。但是,这个想法最终并没有实施,因为这带来了额外的复杂因素,同时用于在大气层内飞行的喷气发动机也无法承受航天器再入时的高热量,必须进行热防护,而这样的防热罩加上发动机和燃料的重量可能达到数吨重,对于上太空来说完全是死重,根本也没有必要为了能降落时“有更多的选择余地”而安装它们。

另外,“暴风雪”号在尾舱确实有两台发动机,但它们是使用液氧/烃类燃料的液体火箭发动机,而且机身周围也装有其他小型调姿喷嘴,它们作用都是第三级动力和轨道飞行控制等,在降落时也可以有限的提供修正方向的动力,但要实现动力复飞是绝对不可能的,火箭发动机也没有足够的燃料来让它进行复飞。

“暴风雪”号尾舱中的发动机,可以看到它是两台火箭发动机,如果在大气层内用于复飞十分不划算,而且它也不是干这个用的。


那么带有“喷气发动机”的航天飞机是什么

那么,过去诸多文章和影像资料上提到的、安装了喷气发动机进行“有动力”飞行的航天飞机究竟是什么呢、究竟存不存在呢?

实际上,它的确是存在的,只不过不是“暴风雪”号本身,而是它的一个动力验证机。

飞行中的OK-GLI


与研发普通飞机时一样,研发航天飞机也需要制造各种“样机”以完成不同的测试,而苏联为“暴风雪”号制造了8个全尺寸模型和样机,用来为测试不同的系统。

“暴风雪”项目中的8个样机


其中安装了喷气式发动机的样机,是该系列中的第2架,称为OK-GLI,也被称为BTS-02或“暴风雪模拟机”(Buran Analogue),而进行太空飞行的“暴风雪”号的编号则为OK-1K1

OK-GLI安装了四台AL-31发动机,其中两侧的发动机还具有加力燃烧室,它可以利用这些喷气发动机从跑道自行起飞,但它起飞之后的目的,正是要在达到一定高度后(例如5000米)关闭发动机,以验证航天飞机在大气层内的滑翔的性能,只不过它不需要像美国航天飞机那样需要另一架载机飞到天上再扔下来。而且,它仅限于在大气层内进行这样的测试飞行,其机体设计使其根本无法飞上太空。

OK-GLI的起飞和飞行。虽然它也用于为自动驾驶系统的研发,但它本身飞行是有人操纵的。


OK-GLI的飞行测试为“暴风雪”号自动驾驶仪和自动着陆系统的研发收集了数据(尽管它的飞行是有飞行员控制的),在它退役以前,共时行了9次地面滑跑和25次飞行测试;它也是8个“样机”中唯一可以飞行的

OK-GLI的燃料箱,如果“暴风雪”号也装有喷气发动机,它就也需要有这个燃料箱,将占用大量载荷空间。


“暴风雪”号的悲剧结局

因此,情况已经明了,“暴风雪”号和其他计划中的苏联航天飞机,在降落时也是要像美国航天飞机一样滑翔着陆的,并没有安装额外的“喷气发动机”来让它们进行“复飞或转场”。而之前各媒体提到的装有喷气发动机的“航天飞机”,实际上是“暴风雪”号的测试机,它的确和“暴风雪”号的外观完全一致(因为要验证航天飞机的飞行性能),只不过无法发射到太空而已。

除了“暴风雪”号之外,苏联计划最初还计划建造另外四架航天飞机,但没有一个在苏联解体之前完全完工,最终都被废弃了。

计划中的5架航天飞机


“暴风雪”计划中的第二架航天飞机OK-1K2“小鸟”(Ptichka)号。



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