南天門計劃與空天技術
作者：汪濤
來源：純科學（ID：chunkexue）
大家好，現在還在進行中的今年第十五屆、包括上一次2022年的第十四屆珠海航展，讓人感到很玄幻的是南天門計劃，與這個計劃相伴隨的是中國的空天戰機的曝光。南天門計劃很科幻，它是中航環球文化傳播有限公司構建的一個科幻的IP，里面像鸞鳥空天母艦、玄女空天戰機、白帝空天戰機。另外還有以鸞鳥為基礎的“承影”新型無人戰術機甲，“月影”應急救援飛行器，“赤霄”快速反應飛行器、“天河”地效飛行器、“寒光”通用垂直起降平臺等。
你要完全說它是科幻吧，它搞得也太真實了，連每一款裝備的技術可行性報告，風洞實驗，詳細的精確設計尺寸，采用的動力系統和材料，試飛時間等全都是按照真實的裝備研發列裝計劃呈現的，說是為了科普之用。例如，這一屆展出的白帝空天戰機設計長度22米，寬12.56米，高5.6米，是1：1的作戰模型。未來作戰范圍領域為12000米到25000米的亞太空。上一屆展出的時候白帝空天戰機的長度18.5米，翼展8.6米。本屆白帝的機體設計尺寸有所擴大。這次展出的“寒光”通用垂直起降平臺，是用于月球等低重力星球上的運輸工作，上面居然還涂裝了中國郵政的標識，果然是沒有中國郵政到達不了的地方。
但你要說它是真實的吧，這里面有很多裝備看起來又感覺是很難實現的樣子。例如鸞鳥的動力系統是2組VCN-1-IV型大型機載聚變反應堆，這動力裝備型號都如此明確了。地面上的核聚變托卡馬克裝置都還沒商用化，怎么都能搬到空天載機平臺上去了？不過，正好前不久我去合肥時，參觀考察了中國核聚變研究基地，緊湊型聚變能實驗裝置(BEST)項目已經在建設中了。這是在第一代全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)基礎上的后續項目，事實上已經算是一個試商用裝置了，核聚變商用化的時間不再像原來永遠的50年，現在其商用化已經是在進行之中了。
更重要的問題還不在這里，上一屆 2022年的珠海航展上，同時曝光了一個“鳴鏑”MD22寬域飛行器，這個可是一款真實的空天戰機概念且實際測試飛行過的驗證機型。它的飛行速度可達7馬赫的高超音速，飛行高度可接近100公里的卡門線，最大航程8000公里。
之所以最高速度是7馬赫，有可能在高音速時采用的是超燃沖壓發動機。這是超燃沖壓發動機可實現的最高速度，也是傳統航空發動機的極限速度。氫燃料的超燃沖壓可以達到10~14馬赫。如果要實現更高的速度，必須采用最新的爆震波發動機技術。這個也有三種類型，分別應用于三個速度范圍。
脈沖爆震（PDE），速度最高5~6馬赫。
旋轉爆震（RDE），速度可達10~14馬赫。
傾斜爆震（ODE），速度可達14~17馬赫甚至更高。因此，要實現10馬赫以至17馬赫以上的空天飛行器，必須采用爆震波發動機。而中國在這個最新的爆震波發動機技術領域是走在世界前列的。
2021年2月份，中科院力學所高溫氣體動力實驗室的姜宗林團隊在《航空學報》上發表文章，在全球首次取得斜激波爆震燃燒狀態。
相應速度的風洞，從而獲得相應的氣動力學布局。
適應如此高速飛行的材料。
獲得相應飛行速度的爆震波發動機。
十幾馬赫的速度在臨近空間就進入黑障區了，需要解決黑障區的通信問題。
在以上領域中國都走在世界前列，甚至是獨有的。例如高超音速風洞、黑障區的通信等。因此，中國是最有條件最先實現空天戰機實用化的。
本屆航展還曝光了一個首次亮相的GDF-600新型高超音速助推滑翔飛行器。是由廣東空天科技研究院研發的。
航天飛機
2021年7月16日，由中國航天科技集團一院研制的亞軌道重復使用演示驗證項目運載器首飛取得圓滿成功。國家國防科技工業局新聞宣傳中心官方抖音賬號“中國軍工”17日也在抖音上發布相關消息，并且在視頻下面稱“過于先進，不便展示”。
由中國航空工業集團公司成都飛機設計研究所自主設計研制的一型帶翼低成本空間站貨物運輸飛行器——“昊龍”貨運航天飛機的模型也在航展上展出。這個是成功中標中國空間站低成本貨物運輸系統總體方案，成為我國首款貨運航天飛機。“昊龍”貨運航天飛機是為了進一步降低中國空間站貨物運輸成本。
“昊龍”采用運載火箭發射，與我國空間站交會對接，完成貨物上下行之后，可無動力自主返回，水平著陸于指定機場。
無論是空天戰機還是航天飛機，都是美國人先搞的技術。現在美國還在持續研發的X-37B早在2004年9月13日就由國防高級研究計劃局（DARPA）立項了，它也被稱作“跨大氣層飛行器”。2023年12月28日晚上，X-37B于從佛羅里達州發射升空，已經是執行第7次軌道飛行試驗任務，代號為USSF-5。
但是，美國的X-37B并不能做到從機場起飛，機場降落，還是航天飛機的概念，是靠火箭發射升空的。與中國的“昊龍”貨運航天飛機是同一技術類型。美國的航天飛機早在20世紀80年代就正式商用了，但發生兩次嚴重的爆炸事故，一次是1986年1月28日，美國挑戰者號航天飛機因一個O型墊圈質量不合格，在發射后73秒爆炸，7名航天員當場犧牲；另一次是于2003年2月1日，哥倫比亞號航天飛機在執行代號STS-107的第28次任務后，重返大氣層的階段解體。其原因是1月發射升空81．7秒后，外掛燃料箱外表面脫落一塊泡沫材料，撞擊導致航天飛機左翼前緣的熱保護系統形成裂孔。航天飛機重返大氣層時，超高溫氣體得以從裂孔處進入機體，造成哥倫比亞號解體。2011年，美國停止了航天飛機的使用。
雖然如此，航天飛機技術概念并未被否定，而只是由于之前技術不成熟，并且一上來就搞載人的航天飛機導致技術難度直接拉滿，最終未達到設計要求，安全性上也存在嚴重缺陷。中國的“昊龍”貨運航天飛機不僅采用大量最新的材料和其他相關技術，而且先從貨運起步，復雜度會大大降低，安全性上要求也更低一些，先易后難是技術發展的常規有效路徑。
還有以殲40型號透露的，在西部沙漠地區進行第六代戰機實驗成功的信息。而于2015年啟動的美國第六代戰機NGAD卻在今年7月份暫停了。
2024年9月，采用乘波體氣動布局的“云行”超音速驗證機試飛成功，速度達到4馬赫。它是由中國凌空天行科技有限公司研發的。計劃在2027年進行超音速客機的原型機首次試飛。
因此，中國在超音速和高超音速空天技術領域，是科幻、軍用、民用一起上的方式全面發展、所有技術全面突破、所有應用領域全面趕超、最終遙遙領先的狀態。
有很多人可能接受不了“遙遙領先”這個詞，可是又換成一個斷崖式領先。我認為“斷崖”這個詞不太好，因為“斷崖”那是暴跌。對“遙遙領先”接受不了那沒什么，慢慢就習慣了。我們多提一些中國已經或正在遙遙領先，甚至清場式領先的領域，并不是為了簡單的讓中國人驕傲，而是為了讓對手清醒。不完全是為了我們自己自信，因為真正的自信是自信到不需要自信的程度，而主要是讓美國人和大殖子們產生自卑感。因為只有他們自卑了，才會清醒地考慮問題。只有讓美國人被逼到實在沒辦法了，他才會講道理。
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