返回地球的x-37b試驗飛行器

　　波音公司為美國軍方研制的無人駕駛x-37b軌道試驗飛行器(otv-1)，于2010年4月22日用“宇宙神”-5火箭從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射，在軌運行7個多月后，于當年12月3日在美國加利福尼亞州范登堡空軍基地自主著陸。x-37b在軌運行時有7處與太空碎片相碰撞留下的物理損傷，著陸時飛行器腹部遭受一些傷害，有一個輪胎爆裂，但x-37b仍能沿跑道中心降落，沒有偏航，這些問題并不影響飛行器的整體情況及試驗取得的成就。2011年3月5日又將第二架x-37b(otv-2)從佛羅里達州卡納維拉爾角發射升空，并送入預定軌道。x-37b的初試成功，無疑是美國在發展航天技術特別是軍用航天技術上一個巨大進步，備受世人和媒體的關注，也促使各航天技術大國尋找自己的對策。本人站在航空工業的側面談一點粗淺的看法。

　　x-37b的軍事應用前景

　　美國空軍從發射開始就對x-37b的實施內容保密，拒絕透露演示試驗任務的任何細節。面對公眾的好奇和質疑，始終用一句簡單的回答搪塞：“這次飛行將著重驗證用于發展長期飛行、可重復使用的太空運載工具所必需的技術，即自動返回和著陸技術。”雖然秘而不宣，但實際上更著眼于軍事航天的用途，此項目由美國空軍快速反應能力辦公室( rapid capabilities office，rco)負責，其目的是加強國防部特種作戰支援和武器系統的研制與部署，成為在地球軌道上的全球打擊平臺，增強全球快速打擊能力。

　　從美國國家層面來看，這是美國發展軍事航天能力的一部分。2010年美國出臺新的《國家空間政策》，一方面繼續堅持“以實力求安全”，另一方面重視“以合作求安全”，目的還是要確保其奪取空間優勢、確保空間行動自由、鞏固空間領導地位。美國在發展和鞏固穩定進入空間、利用空間能力的同時，加緊了空間控制能力的發展。美國在具備動能反衛、高能激光反衛能力和空間機器人捕獲衛星等技術后，積極加強空間態勢感知能力，謀求空間環境的單項透明，并大力開展空間作戰飛行器技術的演示驗證，進一步完善空間對抗能力。

　　x-37b重約5噸，尺寸只有現役航天飛機的1/4。為了長期在軌飛行，x-37b使用小型太陽能電池帆板供電，可容納227千克的實驗設備，在軌運行期間實施了5次變軌機動飛行，進行了有關測試。完成任務后，x-37b點燃火箭發動機脫離軌道，以滑翔方式在范登堡空軍基地自主著陸。這次飛行測試的其他新技術有：在高動壓高溫環境下機體迎風面上使用的可重復用絕熱氈，耐高溫的新型陶瓷前緣防熱瓦，新的碳一碳化硅防熱材料，適于快速更換設備的模塊化機體，用于全程確定狀態速度的gps/ins系統，高性能共形有源x波段通信天線，自主在軌非合作交會技術等。這些新技術對于美國空軍繼續推進空間機動飛行器的試驗具有深遠的影響，并將積極促進有翼可重復使用運載器的發展。

　　從x-37b試驗的內容看，可打造成通用天基平臺，快速把不同的載荷送入地球軌道，在軌實施偵察、控制和摧毀別國航天器等軍事行動。x-37b與美國軍用航天飛機(msp)和“獵鷹”(falcon)計劃相關聯，它既支持空間作戰飛行器在軌控制、再入飛行和著陸等相關關鍵技術的演示驗證，也是“獵鷹”計劃中的第一個預研型號，具有廣泛的軍事應用前景。

　　x-37b首次飛行演示驗證取得成功，表明以兩級入軌取代單級入軌的可重復使用運載航天器技術發展是現實可行的，標志著可重復運載技術取得了突破性進展，但距離真正部署空間作戰飛行器尚有一定的距離。預計隨著x-37b飛行器研發的深入，不僅將測試搭載機械臂的衛星回收能力，還將進行武器系統有效載荷的相關實驗，探索空天飛機的作戰概念。x-37b飛行器最終將發展成為遂行快速進入、空間攻擊、全球打擊等多種任務的空間作戰平臺，以滿足美國未來空間對抗的軍事需求。

　　隨著我國國民經濟的快速發展和國力的增長，我國在國際事務中的地位越來越重要，與之相應的必須有強大的國防力量。而隨著空間科學技術的發展和近期世界局部戰爭所顯現的，“空間優勢”是未來軍事的制高點，上面說到，美國就是要確保其奪取空間優勢、確保空間行動自由、鞏固空間領導地位。為了國家安全的需要，我國也必須發展自己的空間力量。但從我國的國策出發，考慮到與美國相比從技術和經濟實力上有很大的差距，不宜與別人作全面的“抗衡”，選擇在全面跟進(衛星、飛船等)的同時發展“非對稱”項目是合適的。x-37b飛行器演示驗證成功說明，其可快速進入空間，可在軌駐留，并可再入大氣機動飛行、水平著陸和重復使用，可發展成能執行多種任務的空間作戰平臺，從發展戰略上看這不妨是我們的一種選擇。

　　從發展技術途徑說，為減小技術風險，我國發展這樣技術難度和風險很大的戰略項目應該循序漸進，分階段逐步實施樣機驗證新技術，穩扎穩打，一步一個腳印，也可叫做“樣機戰略”，否則急于求成，則欲速不達。實際上美國在x-37b飛行試驗成功之前也走了很長的一段路，最早從波音公司提出的smv(空間機動飛行器)項目開始，后來到馬歇爾空間飛行中心提出x-37計劃，在nasa和空軍的聯合組織下，1998年就用ch-60直升機在2745米高空對x-40a進行了投放試驗，后又用ch-47d直升機在4575米高空對x-40a進行了多次投放試驗，2006年又用亞軌道飛行器對x-37a進行了空投試驗，驗證了低速進場著陸，飛行動力學，擴大了飛行包線。x-37b的前期研究是通過飛行試驗，逐步將開發成熟的技術應用于型號研制上，采取了“先期概念技術演示驗證(actd)”方法，值得我們借鑒。

　　我國發展類同x-37b這樣的空天飛行器，首先面對的是體制問題，應由哪個部門來承擔研制任務?從行業來說航天工業和航空工業建制上是各自獨立的，且目前航天工業仍然還是兩個獨立的部門，都沒有隸屬關系。對于衛星、飛船等航天飛行器的發射和在軌運行、控制等是航天工業的職責，近些年來取得了輝煌的成就，但對x-37b空天飛行器再入大氣后能機動飛行也是新課題，它有別于衛星和飛船的“簡單回收”(相對機動飛行而言)。從航空工業來說，飛行器在大氣中機動飛行、水平著陸、重復使用等應是行業的優勢，所以我國研發空天飛行器應該是航空和航天技術結合。作為航空工業，應積極主動拓展航空技術的研究，不僅在常規概念飛機(高度20千米以下)研發上達到國際先進水平，而且在臨近空間和空天飛行器研發上為國家做出更大貢獻。