發展前景廣闊的俄羅斯空天飛機ＭＡＫＳ

前蘇聯和現在的俄羅斯是航天大國，在世界航天領域占有舉足輕重的地位，在航天史上曾寫下過輝煌的篇章。曾幾何時，曇花一現的\"暴風雪\"號航天飛機不得不靜靜地躺在公園中成為人們觀賞的工具。但是，俄羅斯研制\"多用途航空航天系統\"(MAKS)的思想并沒有放棄，\"螺旋\"計劃和\"暴風雪\"號航天飛機升空并沒有白費，它使設計者積累了豐富的經驗，也為研制MAKS系統奠定了堅實的基礎。

空天飛機或稱\"有翼航天器\"，不僅僅在俄羅斯，也在世界主要航天國家中得到過發展。美國制訂了NASP、AMLS、PLS、SSTO等計劃，法國有\"海爾梅斯\"，德國的軌道飛機為\"桑格爾\"，而英國則推出過\"霍托爾\"，日本也有HOPE和HIMES(海姆斯，即高機動性試驗空間飛行器)計劃等。但這些方案因各種原因而被\"凍結\"，或已轉向其它方向。在所有的空天飛機計劃中，只有俄羅斯的MAKS計劃最為現實，同時，俄羅斯也擁有足夠的技術儲備，唯一缺乏的是資金保障。

從\"螺旋\"計劃到\"暴風雪\"航天飛機

有翼航天器的先鋒當屬60年代初在著名工程師洛吉諾洛金斯基領導下研制的\"50-50計劃\"，也稱\"螺旋\"計劃。1962年，米高揚領導的第155設計局根據科羅廖夫下達的任務開始研制\"50-50\"計劃，其中的\"50號產品\"為單座軍用空天飛機，而\"50-50號產品\"為高超音速載機。\"50\"這一數字表示為即將到來的偉大十月革命50周年獻禮，并計劃在此時進行首期亞音速試驗。高超音速載機由圖波列夫設計局負責研制，它應在極大的速度(5.5～6倍音速)和24～30公里的高度上釋放這架10噸重的空天飛機。計算表明，該系統的有效載荷重量約為其發射重量的12.5%，且有85%的發射重量返回地球，而當時科羅廖夫設計的320噸重的聯盟火箭只能將發射重量的2.5%送上太空，返回地球的只有2.8噸重的著陸器。同時，\"螺旋\"不光能返回，它還可以再次飛行，而且無需航天發射場。當時制造了試驗型軌道飛機，并進行了首批計劃內的飛行。在返回大氣層時，它就像飛機一樣，可在半徑為600～800公里的范圍內選擇著陸點。它的用途極為廣泛，既可作為航天轟炸機或偵察平臺，也可作為航天武器載機或作為有人駕駛的救援機，同時還可作為截擊機或只是作為技術驗證平臺。

1967年開始制造有人駕駛軌道飛機的縮比試驗器。在這些1/2和1/3模型中，代號\"105.11\"的模型用于亞音速大氣層試驗，\"105.12\"用于超音速研究，\"105.13\"用于高超音速研究，但這一項目于1969年6月被中止，當時的國防部長格列奇科元帥認為這簡直就是\"天方夜譚\"。1974年6月30日，在火箭發動機專家格魯什科的支持下，\"螺旋\"計劃恢復實施，并擬進行軌道飛機的亞音速飛行試驗。1976年10月11日，該軌道飛機完成了第一次飛行，一年后的11月27日也完成了\"米格-105\"試驗機從圖-95KM型機上在5000米高度上的第一次投放，總共進行了8次試飛，從而確定了該空天飛機的亞音速氣動性能和各系統在大氣層中飛行的性能。該空天飛機呈平底形狀，采用升力體式機身，前部較大并向上翹起，因此該機又被戲稱為\"套鞋\"。這種幾何形狀可大大降低機身在再入大氣層時的受熱程度。該機的獨特之處是其可變式機翼。機翼安裝時與水平面呈60度角，在起飛、軌道飛行和再入大氣層時用作垂直安定面。在再入大氣層并將速度降低到亞音速后，機翼轉至水平狀態，從而增加了升力。機身、機翼和巨大垂直尾翼的后掠角度分別為78、55和60度。\"米格-105\"安裝有科列索夫研制的RD-36-35K型渦輪噴氣發動機，軌道發動機由19臺大小不一的發動機組成，以進行軌道粗定位和精確機動。該飛機長8.5米，高3.5米，重4220公斤，翼展7.4米。這一方案最終被取消，但空天飛機的研制工作仍在繼續進行。

在70年代初，美國研制了\"太空梭\"軌道飛機，也就是目前正在使用的航天飛機。這一時間，前蘇聯也開始制造自己的\"太空梭\"，即\"暴風雪\"號航天飛機。為研究從軌道返回時防熱問題，設計者還研制了\"布拉風-4\"無人駕駛試驗器，以\"宇宙\"系列的代號完成了4次軌道飛行，時間分別為1982年6月4日、1983年3月16日和12月27日及1984年12月19日。最初兩架空天試驗機均濺落在印度洋上，其打撈工作引起了西方國家的注意。于是，后兩架\"布拉風\"均著陸于克里米亞海區。暴風雪于1988年11月15日發射升空，并完成了極其精確的自動著陸。后來，蘇聯的政治與經濟生活發生了巨大變化，航天計劃撥款急劇減少，于是，\"暴風雪\"也就成了\"多余之物\"。

前景廣闊的MAKS系統

從80年代中期開始，航天活動出現了新動向，一些航天大國開始研制新型航空航天運輸系統，前蘇聯/俄羅斯也開始研制雙級多用途航空航天系統，即MAKS。這是研制未來單級入軌空天飛機的第一個、也是必須經過的階段。到目前為止，已設計出軌道級結構的主要部件，制造了外部燃料箱模型。閃電科學生產聯合企業早在80年代便已開始實施MAKS計劃，甚至是在\"暴風雪\"號飛行之前。該計劃充分利用了\"螺旋\"計劃、\"布拉風\"試驗機計劃和\"暴風雪\"號的經驗與成果。

MAKS可用于執行廣泛的太空任務，是一種兩用空天飛機，既可完成軍事任務，也可用于其它目的，其中包括：對地球上的任何一點進行偵察；向近地軌道發射和從那里回收有效載荷；各類太空設施的運輸保障；軌道應急救援；進行科學與工藝試驗；對太空進行國際監督；對太空和地球表面進行生態監控；在真空和微重力條件下制造晶體、生物制品和其它材料。與運載火箭相比，MAKS系統具有以下優勢：(1)發射成本低。它將1公斤有效載荷送上基準軌道(高度200～300公里)的費用只有1000～1500美元，而一次性運載火箭為12000～15000美元/公斤。它的發射費用也低于第一代可重復使用航天器(\"暴風雪\"號和美國航天飛機)。(2)具有機動發射能力。這是它與航天飛機的一個不同之處，這可保證它能將航天器送上任何軌道，并可以向任何方向發射。(3)發射時機亦不受軌道要求的限制。(4)在從軌道返回時可進行橫向和縱向的廣泛機動。(5)使用效能高，可運回有效載荷并進行多次使用，除外掛燃料箱外，MAKS的主要系統均可重復使用。(6)可利用現有的一級飛機場，只需再配備必要的加注設備、地面技術與著陸系統即可。(7)減少了各級火箭的濺落，而且燃料無毒，有利于生態環保。

MAKS系統由亞音速的載機和馱載在它上面的、帶有外部燃料箱的軌道級組成。根據原來的設想，作為MAKS第一級載機將是安-225\"夢幻\"飛機。軌道級由安-225\"夢幻\"飛機發射后，將借助自身的發動機進入軌道，完成任務后獨自返回地球。但最新消息稱，安-124型運輸機被選定為該系統的空中航天發射場。但安-225和安-124并不是唯一的運載工具，今后還可能將使用更加強大的雙機身飛機\"大力士\"。

軌道級(即第二級)為空天飛機及助推火箭發動機。為在空中發射MAKS需要使用火箭，以將其發射到太空軌道上。俄同時還在研制更重型的MAKS型系統，其運載能力可達18噸。該系統第二級有三種變體，即MAKS-OS、MAKS-T和MAKS-M，即載人型、一次性使用型和無人貨運型。

MAKS-OS由可重復使用的軌道飛機和外部燃料箱組成。火箭發動機裝置包括有2臺RD-701型發動機，可使用兩種燃料(液氫和煤油)氧化劑為液氧。MAKS-OS飛機的有人駕駛基本型帶有可乘2名乘員的座艙。同時還將研制MAKS-OS軌道器的TTO-1和TTO-2方案，分別用于救援和小規模的運輸技術保障。為向軌道上運送大型有效載荷，提出了改進型MAKS-T，它具有一次性使用的無人駕駛第二級，與MAKS-OS使用相同的外部燃料箱，但代替軌道飛機的是安裝有火箭發動機的貨運載體，并將有效載荷配置在整流罩之下。MAKS-M第二級實際上是多次使用的無人駕駛軌道飛機，它的研制需要解決一系列的復雜技術難題，將在制造出頭兩種改進型后出現，是MAKS構想的發展。

在未來25～30年內，MAKS系統具有廣泛的發展前景。在1994年11月的布魯塞爾國際發明博覽會上，MAKS計劃獲得金獎和比利時總統特別獎，其比例模型也曾在1997年的法國航展和俄羅斯茹科夫斯基航空航天博覽會上展出。太空已成為衛星發射與服務市場的爭奪場所，這一市場的容量以數十億美元計算并以每年10%以上的速度遞增。在這種條件下，只有提出最低發射價格的一方才能獲勝。如果MAKS系統得以建立，俄羅斯的衛星發射工具將完全有能力與美國未來的空天飛機相競爭，極有希望占領世界航天發射市場的60%的份額。這一系統的研制規劃能否最終變成現實，需要俄總統和政府做出最終決定。

MAKS的性能參數為：發射重量620噸，第二級重275噸，有效載荷重量9噸。軌道飛機部分的主要參數為：乘員數量2人(或為無人駕駛)，飛機長19.3米，機高8.6米，翼展13.3米，重量27噸。該項目需要財政撥款數量為18億美元?！?/p>