浅聊下航天飞机
杨建二世 2021-1-14原创 杨建的专栏

前日论坛重开后,遇上一位老朋友,聊起航天飞机一事。这里便想说说自己对航天飞机的看法。当然这里很多数据大都出自百度,而对航天飞机的一些前景,很多也是出于自己的癔想,并不算是正式官宣。

航天飞机根据百度上公开的定义是:“航天飞机是一种载人往返于近地轨道和地面间有人驾驶、可重复使用的运载工具。它既能象运载火箭那样垂直起飞,又能象飞机那样在返回大气层后在机场着陆。”

作为“航天飞机”这个称呼的飞行器,目前仅有美苏两国制造并使用过。但实际上由于苏制航天飞机本身没有主发动机,因此从定义上来说,它并不是完全意义上的“航天飞机”,真正的满足定义的航天飞机,目前仅有美国一家拥有。以下但凡提到“航天飞机”一词,不加注明均指美国航天飞机

其实,从单纯的定义上来说,目前的航天飞机也并不完全满足。它说是可重复使用,但在其整个飞行过程中,真正重复使用的只占一小部分(当然这一小部分是它的核心),很多部分比如占大头的燃料箱和助推火箭,都是毁弃掉了。

因此,作为航天飞机的作用来说,它的主要目的并不是为了可重复使用而节省费用这个因素,真正的作用其实是心照不宣,不公开宣扬的。我觉得,航天飞机的主要威力,并不在于它的运载能力,而是在于它的变轨能力。

目前人类所有发射的航天器,包括可回收的航天器,均是固定轨道的,也就是说它一旦发射升空后,只要正常运行,那么它在太空中的飞行轨道是唯一固定的。哪怕是目前最先进的再入段可变轨弹道导弹,其所谓的变轨也只是使得再入弹头的飞行轨道不取决于主动段的飞行轨道,而且也只能变一次。但航天飞机由于自身拥有可控发动机,因此可以在太空飞行中多次、连续地变换多种飞行轨道。理论上说即可在主发动机允许范围内无限改变飞行轨道,这个才是航天飞机最为骄人之处。所以航天飞机并不追求过大的轨道高度,而立足于在中、低轨道的机动变轨能力。

这个功能的优点,公开的说法是“可以进行部署、检修、回收卫星、太空营救”但事实上它的军事意义更强大,说白了就是可以直接俘获敌方的航天器而不必采用摧毁的方式,这样既可直接获取敌方的军事情报,也避免了在太空中摧毁敌方航天器后掉入大气层造成危害的后果。

由于航天飞机的这个突出功能,因此它与其它航天器包括深空探测航天器如“旅行者”等在结构上大不相同,而且其技术要求远超其它航天器,可以说它是整个人类航天器中的一个另类。正因如此高的技术要求,故而至今全球虽有很多国家、甚至连印度等也能制造航天器(别小瞧印度,他们可是已有飞船飞向火星了),但仅仅只能在中、低轨道运行的航天飞机,却还只有美国一家才能够正式生产,连苏联也望尘莫及,苏联自称的航天飞机,其实只是一种可部分重复使用的太空运载火箭而已,因无变轨能力,故事实上远称不上“航天飞机”这个名称。

航天飞机与其它航天器的最大技术难点在于:航天飞机的密封性能。这点恐怕会让一些不关心这方面的朋友们出乎意外。

由于航天飞机主要任务是在太空中对其它航天器进行维护(军事意义上讲即是俘获,而航天飞机的变轨能力仅仅是为了这个目的进行的手段),因此它和别的航天器不一样,需要在太空也即几乎真空的情况下打开机舱进行工作。而别的大多数航天器则不用这个功能,少数的如“阿波罗”飞船等在载人出航时,基本也只进行一至两次的开舱服务,且这个开舱仅仅是给航天员一个出入通道而已,在开舱其间,是没有类似航天飞机那样大型可活动的机械臂等的活动器械的。

这里要注意了,由于是活动机械臂,因此它必定要有可活动的类似万向节轴承性质的活动连接机构,而这样的机构也必须要有润滑系统。如何保证在太空的真空状态下不外泄润滑剂(目前似乎是采用固体润滑系统,但这个不但效果差而且难度系数也不低)是我难以想象的困难。

其次,航天飞机的货舱在航天飞机的运作过程中,会多次打开/闭合。由于这个货舱采用的是遥控操作,那么在货舱门的开合过程中,对舱门的密封是极其难以保证的,而其余如阿波罗飞船等仅有一两次开合,因而密封问题比之航天飞机的多次开合,其技术难度是天壤之别。可正是这个“多次开合的密封”却是有关航天飞机运行安全的关键项目。

因为航天飞机从地面升至太空后,其货舱内是存有一个大气压力的空气的,如果密封不好贸然打开舱门,则整个航天飞机会象充满气的大气球被针剌后一样爆炸的。而当航天飞机返回地面时,又由于其工作时开舱后舱内处于和太空一样的真空,那么进入大气层后又会被压裂。所以这个密封问题,才是航天飞机至今仅有美国一家才能制造的关键中的关键技术问题。套用一句俗语吧,“除了密封,其余什么都是神马”。


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来自:怀旧生活 / 天南地北
杨建二世 作者
7天1时前
51楼
引用五花猫发表于48楼的内容
您快歇会吧,说的是能不能变轨,又不是说变轨能力如何,你这理解能力实在堪忧,还非要自做聪明装大神,无聊...

警告你!注意你的用词!故园不是骂人的地方。

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五花猫
4天5时前
52楼
引用杨建二世发表于51楼的内容
警告你!注意你的用词!故园不是骂人的地方。

看你这急的,每次被人揭穿问题,你就给别人乱扣帽子,涵养不行啊…………

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蚌山苍苍
4天3时前
53楼

现在没有了吧?

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zxcv1234
4天3时前
54楼

航天飞机退役了。

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路过小南门
4天3时前
55楼

人类的探索

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杨建二世作者
3天21时前
56楼
引用五花猫发表于52楼的内容
看你这急的,每次被人揭穿问题,你就给别人乱扣帽子,涵养不行啊…………

我已对你很容忍了,你若以为可以为所欲为,我会针锋相对的。像你这种以无知还以为自豪的科学盲,已不止被一位以上坛友揭穿了无知的底线,还在这里只有礼义廉三字似地胡言乱语,不知何以为人?

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吴振凯
3天21时前
57楼

航天飞机让人类实现了飞天揽月的梦想。

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zhusun
3天21时前
58楼

谢谢专业的讲解。

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杨建二世作者
3天21时前 修改于 3天19时前
59楼

回五花猫48楼。你马上歇菜吧,还说“卫星变轨很普遍吧,咋就成了航天飞机的专利了”,狡辩个鬼呀,没词了在科学文章上找碴,还找不到,居然还有脸在这给自己找台阶,找得到吗?告诉你卫星是载荷,航天飞机是运输工具,卫星是货就比如是你(虽然不知是什么),但航天飞机是车。你家里把饭和盛饭的碗都当食料的吗?你这理解能力实堪忧,毛都不懂,还在乱嚷乱叫,非要自作聪明装大神,实在无聊之极,被广大网友鄙视之极,。

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五花猫
3天9时前 修改于 3天9时前
60楼
引用杨建二世发表于59楼的内容
回五花猫48楼。你马上歇菜吧,还说“卫星变轨很普遍吧,咋就成了航天飞机的专利了”,狡辩个鬼呀,没词了...

看你这恼羞成怒的样子,是根本容不下别人善意的批评了?

你来这里只是为了博个赞?获取点虚荣心?恰恰是你自己在狡辨,不敢承认失误,然后倒咬一口!

科普是你这个样子的吗?对大家的批评各种酸,自己偷偷夹带私货被指出了就翻脸?

只要你继续在论坛里乱说,必然会继续揭穿你,防止你误导大家,好自为之吧~~~~

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五花猫
3天9时前
61楼

俺还是坚持那个观点,航天飞机真正退役的原因只有两个:费用和安全问题!

绝非水货楼主所认为的是无用武之地,也不知他怎么能得出这个观点?就在这里夸夸其谈,估计还是书读的太少,呵呵呵~~~


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青年军官毕巧林
3天3时前
62楼

已经入手了一个玩具~,哈哈

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qinhongbird26
3天3时前
63楼

挺深的

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bkq
5时53分前
64楼
引用foooso发表于2楼的内容
楼主你这文章如果发到知乎上估计吐沫星子能把你淹了。

知乎从一个各种专业领域丰富知识的网站 变成了铁血强国论坛 

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爱好军事、自然科学(除医学和地理)、历史、围棋、玉器,还有恶作剧。

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