簡(jiǎn)單粗暴的高科技,逐步實(shí)戰(zhàn)化的火箭動(dòng)力飛機(jī)

早在唐朝年間,黑火藥就已經(jīng)被煉丹術(shù)士在偶然間發(fā)明。黑火藥出現(xiàn)后在大約十三世紀(jì)的元代早期被制成火箭。這是全球最早的固體火箭并且被用于軍事目的。而此時(shí)也出現(xiàn)了用黑火藥發(fā)射彈丸的火銃和火炮。因此黑火藥作為發(fā)射藥和爆炸藥,同時(shí)向固體火箭和身管武器兩個(gè)方向發(fā)展。黑火藥作為火箭的發(fā)射藥,和當(dāng)代的先進(jìn)固體火箭的發(fā)射藥,比如洲際導(dǎo)彈上用NEPE高能推進(jìn)劑并沒有什么本質(zhì)的不同。差距只在于燃燒沖量速度和總比沖。因此黑火藥本身確實(shí)是一種深刻影響人類歷史的重大發(fā)明。液體火箭的發(fā)明則比固體火箭晚得多。基本不超過(guò)一百年的應(yīng)用歷史。不論是液體還是固體的火箭發(fā)動(dòng)機(jī),其最大優(yōu)點(diǎn)就是:自身既帶燃料,又帶氧化劑;靠氧化劑來(lái)助燃,不需要從周圍的大氣層中汲取氧氣。

因此大型運(yùn)載火箭可以把重達(dá)上百噸的物資包括人類航天員直接從地面推進(jìn)到脫離地球引力飛向外星或者長(zhǎng)時(shí)間圍繞地球在軌飛行。而目前需要空氣中的氧氣作為助燃劑的任何其他發(fā)動(dòng)機(jī)都做不到這一點(diǎn)。不論液體還是固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。除了不需要吸收空氣中的氧氣這個(gè)優(yōu)點(diǎn)之外;還有另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。就是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的推力相對(duì)都比較大。比如直徑一米的固體火箭或者液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī),推力就可以做到30噸到50噸的級(jí)別。而目前全球沒有任何一種吸氣的渦扇或者渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到這個(gè)級(jí)別?;鸺l(fā)動(dòng)機(jī)推力大而且速度快,那么除了作為導(dǎo)彈或者運(yùn)載火箭的助推器之外。能不能直接作為飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)呢?其實(shí)在二戰(zhàn)前的德國(guó)。各種新軍事技術(shù)思想十分活躍,德國(guó)人居然真的設(shè)計(jì)并且制造了一種純粹靠火箭動(dòng)力的戰(zhàn)斗機(jī)。

1940年初,德國(guó)工程師在DFS194型試驗(yàn)機(jī)上安裝了推力為300千克的瓦爾特型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)既不帶燃料,也沒有燃燒。其實(shí)是利用過(guò)氧化氫和高錳酸鉀在反應(yīng)室中作用,分解為水和氧。分解過(guò)程中,放出熱量,使水變?yōu)檎羝?,再由發(fā)動(dòng)機(jī)噴管噴出,產(chǎn)生反作用推力。這就是一種罕見的蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)或者是噴水發(fā)動(dòng)機(jī)。飛機(jī)的外形也很奇異。機(jī)身很短,在機(jī)身尾部只裝有垂直尾翼,但沒有水平尾翼。這種飛機(jī)起飛重量有4噸,卻可以快速爬升到1.2萬(wàn)米的高度,最大平飛速度居然達(dá)到了當(dāng)時(shí)驚人的1000公里每小時(shí)。距離在人類歷史上首次跨音速飛行只有一步之遙。其實(shí)如果不是這種飛機(jī)的外形阻力過(guò)大,恐怕早就跨過(guò)音速飛行了。二戰(zhàn)后美國(guó)的試驗(yàn)飛機(jī)首次實(shí)現(xiàn)了超音速飛行,其實(shí)也是采用了液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)而實(shí)現(xiàn)。德國(guó)的蒸汽火箭戰(zhàn)斗機(jī)只生產(chǎn)了不到100架就作罷。主要原因并不是這種飛機(jī)性能不強(qiáng)。其飛行性能在當(dāng)時(shí)已經(jīng)可以傲視群雄。但最大的弱點(diǎn)就是動(dòng)力持續(xù)時(shí)間太短。

只能連續(xù)飛行7分半鐘,也就450秒,燃料和氧化劑就同時(shí)耗盡了。因此這類火箭戰(zhàn)機(jī)只能執(zhí)行一次快速升空和攔截任務(wù);如果攔不住敵機(jī)就只能滑翔落地。而即使到了當(dāng)代,大多數(shù)大推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)也只能持續(xù)工作600秒左右。因?yàn)樵诰薮蟮耐屏χ拢?0分鐘內(nèi)就足夠把有效載荷送入地球之外的軌道上??梢猿掷m(xù)燃燒2000秒甚至3000秒的火箭發(fā)動(dòng)機(jī),只有少數(shù)節(jié)流發(fā)動(dòng)機(jī)和在軌小型氫氧機(jī)。當(dāng)代的各軍事大國(guó),為了讓飛行器在40公里以上和150公里之下的高層大氣中飛行,可謂絞盡腦汁。但是現(xiàn)有的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)、脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)等都不理想。因?yàn)檫@類發(fā)動(dòng)機(jī)仍然需要吸收高空中的氧氣作助燃劑。但是40公里到50公里的高度氧氣濃度尚且勉強(qiáng)可以作為助燃劑。但是到了60公里以上,氧氣本身含量也很低了。這就導(dǎo)致沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)很難飛到6馬赫以上。而爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)難度不是一般的高。

瀚海狼山(匈奴狼山)認(rèn)為,一些所謂的高技術(shù)長(zhǎng)期不能突破,和思維鉆入牛角尖的誤區(qū)往往有關(guān)。想在大氣層高層跳躍式環(huán)球高速飛行,不論沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)還是爆震發(fā)動(dòng)機(jī),都在于仍然想利用高層大氣中含量已經(jīng)很可憐的氧氣。而為此付出的技術(shù)代價(jià)其實(shí)是得不償失。那么為何不干脆在地面就一次性帶齊氧氣和燃料,也就是用當(dāng)代的先進(jìn)節(jié)流火箭發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力。既可以在高層大氣中自由飛行,又可以隨時(shí)加速入軌飛行節(jié)省燃料。飛夠了再進(jìn)入大氣層滑翔飛行。用這種簡(jiǎn)單粗暴的現(xiàn)代火箭技術(shù)就能徹底解決的問題,為何一定要去吸收高層大氣中那點(diǎn)氧氣,導(dǎo)致既飛不高,也飛不遠(yuǎn)?二戰(zhàn)中的德國(guó)火箭飛機(jī)可飛7分半鐘,已經(jīng)可以實(shí)戰(zhàn),而現(xiàn)代的節(jié)流火箭發(fā)動(dòng)機(jī)可以持續(xù)工作3000秒以上,相當(dāng)于接近一個(gè)小時(shí)??蓙?lái)回飛行上萬(wàn)公里。飛行高度也在60公里以上。而且其發(fā)動(dòng)機(jī)可重復(fù)利用幾十次??傆行Чぷ鲿r(shí)間接近100個(gè)小時(shí)。要知道早期的渦扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠工作壽命也不過(guò)100到200個(gè)小時(shí)。正是突破了這一點(diǎn),某種叫做WZ8的雙發(fā)火箭飛機(jī),據(jù)說(shuō)已經(jīng)執(zhí)行了2X次戰(zhàn)略任務(wù);無(wú)一失手;可在全球數(shù)萬(wàn)公里的高層空間來(lái)去自由。