意大利海軍“由海至陸”
在美國海軍所謂“由海至陸”的未來海戰發展模式的影響下,各主要海軍強國都在爭相開發本國的兩棲登陸艦,如美國海軍的美國級、法國海軍的西北風級、西班牙海軍的胡安·卡洛斯一世級等等。作為歐洲傳統海軍強國的意大利海軍也不甘示弱,在意大利海軍與芬坎蒂尼公司不斷的努力下,意大利也于近幾年研制出了新型的,并且作戰能力更加強大的兩棲登陸攻擊艦。
由于意大利海岸線非常漫長,并且加之當前自然環境的不斷惡化,各種近海地質災害也頻頻發生,而在實施災難救援過程中,在所有海軍水面艦艇中,只有兩棲攻擊艦這種海陸霸王才可以承擔起海陸通用的救災平臺,因此,兩棲登陸戰艦的救災功能也就占據了首屈一指的重要地位,也正是因為這一點,兩棲攻擊艦的研制與開發同時也得到了各國政府的大力支持,其中意大利政府更是如此。
意大利海軍現役兩棲登陸攻擊艦主要包括圣喬治奧級和圣朱斯特級船塢登陸艦,共兩級3艘,其中圣喬治奧級“圣喬治奧”號(弦號L9892)于1987年服役,預計于2018年退役,圣喬治奧級“圣馬可”號(弦號L9893)于1989年服役,預計于2022年退役,圣朱斯特級“圣朱斯特”號(弦號L9894)于1994年服役,預計于2028年退役。
目前正在研制與開發中的LHD16000和LHD20000型船塢登陸直升機母艦也將建造3艘,舷號分別為L9895、L9896和L9897,預計于2018年、2022年、2028年取代上述3艘船塢登陸艦。LHD16000船塢登陸直升機母艦
意大利海軍未來船塢登陸直升機母艦由意大利芬坎蒂尼造船公司負責設計與建造,其基本設計以現役圣喬治奧級和圣朱斯特級船塢登陸艦為原型,單艘造價為15億歐元,廣泛采用隱身模塊化設計和商船標準建造,同時,融人大量“加富爾”號航空母艦的各種關鍵性建造技術,可靠性高,更易于維護,大大降低了使用成本。
LHD16000型與LHD20000型船塢登陸直升機母艦均建有全貫通式飛行甲板、機庫、車庫和艦艉浸水船塢。LHD16000的基本技術參數如下,標準排水量為15000噸至17000噸之間,滿載排水量為20000噸,艦長為165米,艦寬為31米,吃水深度為6.3米,飛行甲板的寬度大約為24.5米,以16節航速巡航時其續航能力可以達到7000海里,最大航速介于22節至24節之間。
LHD16000型多功能船塢登陸直升機母艦的動力推進系統主要包括2部電動機,2部螺旋槳吊艙,每部電動機驅動1部螺旋槳吊艙,總輸出功率可達到20兆瓦。艦載發電系統為4部發電機組,每部發電機組的發電能力為4.7兆瓦,總輸出電能可達到18.8兆瓦。
船塢與飛行系統
LHD16000型多功能船塢登陸直升機母艦最多可運輸850h至900h,其中包括120h的艦員編制,150h的艦載海軍航空兵(主要包括艦載直升機駕駛員、技術維修人員)和艦載醫務人員,600名的各種武裝人員(主要包括意大利海軍陸戰隊隊員及海軍特種作戰部隊人員,比如,圣莫爾科陸戰營以及埃塞勒西多的拉古那里陸戰營等)。
LHD16000的飛行甲板可以布置5架由英國和意大利兩國聯合研制的EH-101“灰背隼”三發中型多用途直升機,或者7架輕型直升機,或者2架重達35噸的重型直升機,或者2架采用垂直起降模式(sTOVL)的艦載戰斗機,能夠發起垂直立體式攻擊,這樣的攻擊可以由6架能夠運輸特種作戰攻擊部隊能力的武裝直升機發起,同時,外加2架空中支援武裝直升機。直升機機庫最多可以同時存放5架EH-101“灰背隼”多用途武裝直升機。
LHD16000型與LHD20000型船塢登陸直升機母艦的浸水船塢布局結構為50x15平方米,可用于搭載4艘MTM/LCM登陸艇和其它類型的機械化登陸艇,其中可以有兩艘登陸艇同時出塢作戰,這與意大利海軍現役圣喬治奧級船塢登陸艦比較起來,其作戰能力有了很大的提升。浸水船塢設計在旋轉式起重機附近,旋轉式起重機能夠舉起重達30噸的各種物資及設備,并與LCAC突擊登陸艇互相兼容。
LHD16000型與LHD20000型艦的主甲板運輸車庫可以存放全部浸水艦塢內的登陸艇以及飛行甲板上50%的艦載直升機,其最大可用存放面積為1200平方米,可以存放與運輸各種車輛、艦載機以及其它大型設備共計i80輛或架,主要包括意大利陸軍“公羊”(Ariete)主戰坦克以及AAV7型、“半人馬座”(Centauro)以及“標槍”(Dardo)等裝甲運輸車,此外,還包括其它各種類型的后勤裝甲運輸車等。
此外,艦上還設計有與主甲板運輸車庫相配套的車輛運輸斜坡系統,該系統主要包括一個艦艉部運輸斜坡、一個艦側舷運輸斜坡,每部運輸斜坡最大可承重能力為60噸。
作戰系統
LHDl6000的艦載指揮與控制系統占用艦內空間面積達到了300多平方米,該一體化集成系統具備C3(指揮、控制與通信)功能,包括長波通信衛星連接功能,本地艦載信息分布式網絡聯接通信衛星功能,以及艦載武器作戰能力評估和CATF/CLF綜合指揮的作戰能力評估功能。此外,LHDl6000將配備一部C4I通信與指揮作戰系統,該C4I系統能在?;涂栈M件的支持下,對全局條件下的整體登陸作戰進行適當的指揮與協調操作。
LHD16000型與LHD20000型船塢登陸直升機母艦的艦載電子系統主要包括一些綜合性雷達與航空雷達,這些雷達可以實施對空警戒與偵察功能以及對海警戒與偵察功能,其中尤以對海警戒與偵察功能最為強大,此外,還艦載有一部可以發射金屬箔誘餌假目標的ESM/ECM(電子支援措施/電子干擾)電子戰系統,一部魚雷防御系統,這套系統主要包括兩部用于實施反潛戰的ASW DLS電子系統;一部一體化集成綜合性導航系統,其中導航雷達工作在x波段和s波段兩個波段。
LHD16000的艦載防御系統僅限于自衛作戰,主要自衛武器為奧托一梅萊拉艦炮系統,這些艦炮可以對空中的無人偵察機以及海中的小型水面艦艇等目標進行打擊,此外,還能對水雷及魚雷等小型攻擊目標實施主動和被動的自衛作戰。
醫療與生命保障
LHD16000型多功能船塢登陸直升機母艦的艦載醫院服務區面積最大為700平方米,此外,還有1000平方米在緊急情況下可用于醫療服務的艦上服務區,這些醫療服務區全部為采用模塊化方式設計的醫務室,主要用于戰時對各種傷病員的醫療及救治,平時對患病人員的醫治。不管是在戰時條件下,還是在執行自然災害救助的行動中,艦載醫院都可以進行戰地醫療手術,而且,在某些特定的情況下,艦載醫院還能夠進行各種常規醫療服務。艦載醫院設有50張病床,此外,還有相當數量用于重癥病人及半重癥病人治療的床位。
LHD16000的艦載綜合支援與后勤輔助系統通過一系列抽水系統與泵送系統可以每天淡化處理150噸海水,供壘艦官兵日常的飲用水消耗,同時,還可以通過艦載的電力應急系統向沿海區域遭受自然災害襲擊并且非常需要援助的人員提供各種后勤支援與救助,艦上資源最多可救助人數為1000A。
LHD16000型與LHD20000型艦的艦員幾乎實現單人間(只不過面積大小不同),裝備有各型艦載空調,還裝備1部緊急動力系統,其輸出電能供1000k,日常生活使用。
LHD20000船塢登陸直升機母艦
更為先進的LHD20000型船塢登陸直升機母艦的基本技術參數如下,標準排水量為15000噸至17000噸之間,滿載排水量為20000噸,外部甲板全長為190米,兩垂線之間的甲板全長為167米,標準寬度為28米,最大寬度為33米,吃水深度6.3米,飛行甲板的寬度大約為24.5米,以16節航速巡航時其續航能力可以達到7000海里,最大航速為20節。
LHD20000的動力推進系統為4部電動機,4部螺旋槳吊艙,每部電動機驅動1部螺旋槳吊艙,總輸出功率可達到24兆瓦。艦載發電系統為4部發電機組,每部發電機組的發電能力為2.5兆瓦,總輸出電能可達到10兆瓦。
船塢與飛行系統
LHD20000型多功能船塢登陸直升機母艦最多可運輸950人,其中包括200名的艦員編制,750名的各種特種作戰部隊隊員。飛行甲板最多可以布置6架EH-101“灰背隼”多用途直升機。機庫最多也可以同時存放6架EH-101“灰背隼”。
特別值得一提的是LHD20000的飛行甲板建有5個直升機著陸點,可支援8架EH-101“灰背隼”直升機作戰,其中2個著陸點可起降重型直升機或AV-8B型“海鷂”攻擊機,使其??兆鲬鹉芰h強于直升機航母和其他輕型航母。其艦載“灰背隼”直升機作戰能力要比“加里波第”號輕型航母艦載的SH-3D型直升機的反潛和運輸能力更強大,可空投特種部隊執行空降作戰。而現役的兩棲船塢運輸艦僅有4架艦載直升機且沒有機庫,其??兆鲬鹉芰o法與LHD20000型多功能船塢登陸直升機母艦相比。
作戰系統
LHD20000型多功能船塢登陸直升機母艦的艦載指揮與控制系統布局與結構采取開放式設計技術,而且,在第一批產品交付之后,將可以執行更多的作戰功能,如更加強大的作戰定位功能與通信定位功能等。
此外,LHD20000同樣也裝備1套C4I通信與指揮系統,該系統可傳輸??諔饒鰬B勢圖片,并可作為兩棲特遣部隊或登陸部隊的指揮艦,充當海上指揮所的功能,還可協調??詹筷爡f同作戰。該型艦繼承“加里波第”號輕型航母的部分技術,可能將裝備3部Selex公司的NA30型火控雷達和3部NA21型雷達,1部SLQ-25型魚雷誘餌等。還裝備主被動防護系統,可在化學、生物、輻射、核環境下作戰。
LHD20000直升機母艦的艦載防御系統可以實施增強性的自衛作戰,主要自衛武器系統包括兩門奧托一梅萊拉76毫米口徑62倍徑速射型火炮,以及由奧托一梅萊拉公司與瑞士厄利孔公司聯合研制與生產的3門25毫米口徑80倍徑的KBA式機關炮,此外,還有艦載選擇性導彈目標防御武器系統。
25毫米口徑80倍徑的KBA式機關炮主要用于打擊海上武裝直升機,使用曳光脫殼穿甲彈時的炮口初速為1360米/秒,有效射速為570發/分鐘,有效射程為2000米,該機關炮可發射曳光脫殼穿甲彈、燃燒榴彈、曳光燃燒榴彈、燃燒穿甲彈、曳光穿甲榴彈等彈種,一般使用曳光燃燒榴彈和曳光脫殼穿甲彈,前者配用xM714型彈頭觸發引信,帶自毀裝置,主要用于對付地面非裝甲目標和海上空中目標,后者彈芯用重金屬制成,主要用于對付地面裝甲目標。
醫療與生命保障
LHD20000型多功能船塢登陸直升機母艦的艦載醫院服務區面積最大可達到1000平方米,此外,還有1000平方米在緊急情況下可用于醫療服務的艦上服務區,同樣,這些醫療服務區也全部采用模塊化的設計方式。此外,艦載醫院設有1間外科室、1間放射室、1間診斷實驗室和1間牙科室,病床至少50張,還有相當的病床供緊急醫療所用。1000平方米的艦上空間可將艦載醫院升級為北約3級標準,嚴格按照救助程序展開救援,可執行大量緊急外科醫療、從戰場撤離傷員和從災區緊急撤運受災民眾等任務。
具備全球危機干預能力
與現役圣喬治奧級、圣朱斯特級3艘船塢登陸艦的作戰能力相比,裝備了LHD16000型和LHD20000型新型船塢登陸直升機母艦的意大利海軍將會擁有強大得多的海上戰略機動作戰能力、跨軍兵種意義的兩棲運輸作戰能力以及遠洋公共衛生與醫療支援作戰能力,其中,遠洋公共衛生與醫療支援能力將由可能裝備的艦載“任務-3”大型全套作戰醫院設施提供。意大利海軍將可以在任一時間和任一地點內,對任何一場軍事行動提供及時和強有力的軍事與醫療支援,上述作戰區域包括意大利本土及領海甚至全球任何區域。從此,意大利海軍將可以在更加廣闊的海域與地域內擁有更加強大的危機管理和處置能力,以及對嚴重地質災難進行干預和救援的能力。
意大利海軍還決定在新型船塢登陸直升機母艦上配備功能非常強大的救災單位間相互協調系統,以滿足意大利政府對民用保護方面日益增長的優先需要,同時,新型船塢登陸直升機母艦還能實現其它的救災功能,比如構建功能完善的綜合行動管理中心(COA),通過這個中心可以協調人道主義救援行動,進行完善和持續的民事保護與處理行動,甚至可以實施遠離本土的救援與援助行動。
可以看出,新型船塢登陸直升機母艦所具有的上述救災功能是非常重要的,尤其是當一個國家面臨眾多的自然災害以及由于自然環境急劇變化所帶來的環境危機的情況時,這種能力就會突顯出其在戰略意義上的重要性。這樣,在未來,裝備了新型船塢登陸直升機母艦的意大利海軍不僅會擁有處理各種軍事與民事危機的能力,而且,也會更加有效地介入茫茫的深藍色海洋。
此外,意大利海軍未來的新型船塢登陸直升機母艦載有大量具備各種不同功能的裝備與器材,這些艦載配套設備在很大程度上將會有助于意大利海軍部隊完成兩棲登陸作戰、兩棲運輸以及民事救護等多種任務。這樣,未來的新型船塢登陸直升機母艦就將比現役的3艘船塢登陸艦具有更加強大的力量投送功能。
不過,外界仍普遍認為意大利的新型兩棲攻擊母艦,其綜合部署能力與作戰能力無論如何都趕不上法國和英國兩國海軍研制的未來船塢登陸直升機母艦,甚至與西班牙海軍的未來船塢登陸直升機母艦相比,意大利產品綜合能力也是稍遜一籌。
鑒于此,意大利國防部已下定決心準備增強未來海軍部隊的攻擊能力,新型船塢登陸直升機母艦將只用于國家兩棲作戰部隊的運輸,這部分作戰功能與現役3艘船塢登陸艦基本相似,在大幅提高了艦載醫療支援標準、后勤保障標準以及艦員居住空間舒適性標準的同時,新型船塢登陸直升機母艦的綜合任務設計規格也要比現役船塢登陸艦高很多。此外,寫現役船塢登陸艦的艦載自衛作戰能力比較落后的狀態相比,新型船塢登陸母艦將會裝備完整的自衛防御武器系統,該武器系統不僅可以對具有恐怖主義性質的攻擊做出有效的應對,而且還可以實施小規模的自身防御戰。
而對于真正的高強度遠洋兩棲作戰,意大利海軍打算開始建造第一艘未來新型船塢登陸直升機母艦,不過由于各方面所存在的重重阻礙,這艘更加強大的船塢登陸直升機母艦在2013年之前還不能按照海軍的計劃時間表進入正常的預算建造工程。
根據目前各方面的綜合情況來看,意大利政府認為意大利海軍目前所進行的未來新型船塢登陸直升機母艦的研制計劃不僅不會與海軍既定的戰略發展目標相阻礙,相反,在意大利軍事戰略發展的長期目標上,這個研制計劃還會有助于意大利海軍能夠圓滿完成對國家領土與領海的戰略防御任務,甚至于新型船塢登陸直升機母艦還能執行出色的民事醫療救治與保護任務,并能承擔起完成其它重要任務的職責,通常情況下,這些重要任務都是意大利政府要參與合作的國際水平的地區危機管理與應對,以及維護國際環境穩定等重大事項。
“飛行浴缸”的貢獻
上世紀60年代,美國空軍公布由三部分構成的航天飛機科技和先進再入試驗計劃,其中第二部分機動重返和精確回收計劃的目的是驗證不同構型、控制系統和應用燒蝕材料對升力體式太空軌道器性能的影響。
實際上,早在1959年,萊特一帕特森空軍基地的飛行動力實驗室就提出制造一種廉價的小型超音速滑翔機進行有翼載人航天器的試驗,并提出了代號ASSET(意為“氣動熱力學/氣動彈性力學結構系統環境試驗”)的計劃,并取得了一定的成功。
美國空軍隨后在ASSET基礎上提出了X-23 PRIME亞軌道無人驗證機計劃,承包商是經驗豐富的馬丁-瑪麗埃塔公司。馬丁-瑪麗埃塔為此展開了長達6年的研究工作,在設計、材料研究和風洞測試等工作上投入了超過200萬小時的工程時間。
X-23A為典型的升力體布局,從前方看去像是一個平底的V字,弧形的機身頂部,兩片和機身相融合的垂直翼面。機身的主要結構材料是鈦合金和鈹合金,某些部位使用不銹鋼和鋁合金。整個機身外包裹著一層馬?。旣惏K孕醒兄频臒g材料隔熱層。機身內部設有名為冷卻板的設備,其內裝有帶吸熱材料的淺盤狀容器,并與排放管道相連接。當機內的電子設備工作時,它們產生的熱量被傳遞給冷卻板內的水中,后者隨后蒸發將熱量帶走。
X-23A是一種滑翔機,因此沒有推進系統,在試飛時由通用動力公司康威爾分部開發的SLV-3運載火箭發射升空。
X-23A進行的是高超音速軌道器再入操縱試驗,軌道器先在運載火箭推動下,進入30480米的高空以馬赫30的速度飛行,再入大氣層時,在速度馬赫2時啟動減速裝置在空中完成回收。X-23A共完成了3次試飛。其中前兩次試飛的飛行過程都頗為順利,但都因回收失敗導致試驗功敗垂成。1967年4月18日的第三次試飛取得了成功,后續驗證任務由更先進的X-24A接手。
X-24A同樣由馬丁-瑪麗埃塔公司研制,它在X-23A基礎上做了不少改進。X-24A有著球狀楔形外形,機身上下表面成弧形,主要結構材料為鋁合金。飛行姿態控制由8個氣動控制面負責,尾部上下共有上下兩排4片襟翼,兩片垂尾上另有4片方向舵。
X-24A的動力裝置是一臺XLR-11-RM-13火箭發動機。它設有4組獨立運行的燃燒室,并配備一具渦輪泵來對燃料加壓。發動機的額定推力為3854公斤,機內載有1139公斤的水/甲醇燃料和1257公斤的液態氧化劑,足以供發動機工作140秒。
1969年4月17日,X-24A由B-52投放,完成首次滑行飛行。1970年3月19日X-24A。又完成了首次動力飛行。X-24A總共進行了18次動力飛行,共累計了2小時54分鐘的飛行時間,飛行速度和高度分別達到馬赫1.6和217627米。
X-24A在1971年6月4日完成最后一次飛行后,曾被暫時封存。后來,NASA決定將其改造成X-24B。飛機隨即被空運至丹佛市的馬丁-瑪麗埃塔工廠接受為期10個月改造工程。
X-24B基本是在X-24B前段套上新的機鼻段,再在機身結構上略加修改與更換新蒙皮而成。飛行時的俯仰控制大部分由下排襟翼控制,偏航和滾轉動作利用襟翼差動和方向舵實現。飛機的動力裝置仍是xLR-11火箭發動機,飛行方式與X-24A完全相同。
X-24B于1973年8月1日完成首次無動力滑翔飛行。在26個月的飛行測試中,X-24B共完成36次空射飛行,總飛行時間3d,時46分鐘。其中30次試飛中進行過基本飛行研究,另外6次則進行飛行員飛行驗證計劃。X-24B從首次試飛起,只用了15個月的時間就完成了最高馬赫數的飛行包線拓展計劃。
X-23A、X-24A和X-24B這一系列升力體驗證機對航天飛機的成功做出了巨大的貢獻。X-23A是第一種能在高速再入過程中提供操縱能力的驗證機,并同時驗證了燒蝕材料技術和內部蒸發冷卻的可行性。X-24A提供了升力體式飛行器在控制系統、高升阻比、近場著陸等方面的實際測試計劃,并且證明了低速情況下安全操縱的可能性。X-24B進行了從馬赫1.76到無動力飛行著陸范圍內的飛行測試,同時證明了從現有試驗機改裝成新構型能節省大筆經費,并提高計劃的效率。升力體的成功徹底證明了航天飛機飛行方式的可行性,給予NASA足夠的信心實施航天飛機計劃,航天飛機的出現由此變成水到渠成的事情。
新一代航天飛機的夭折
航天飛機服役后,雖然性能方面相比傳統的宇宙飛船有了很大進步,但在最為重要的經濟性方面卻與人們的預期存在很大落差。為了解決這個問題,美國在上世紀80年代就開始著手研制其替代產品,并先后提出了X-30和X-33兩個計劃。
1986年2月4日,時任美國總統的羅納德·里根在國情咨文講話中透露,國防部已經批準撥款研制一種代號“東方快車”的“國家空天飛機”(NAsP)。里根在講話中極力強調NASP的和平用途,表示這種飛機將用于未來的高超音速商用飛行,但如此先進的飛行器無疑有著不容忽視的軍事價值,率先應用于軍事領域也是在所難免。
隨后DARPA開始對開發所需技術進行評估。這一階段計劃于1993年完成。然后按N ASP要求制造一架代號X-30的單級入軌水平飛機驗證機,并在2000年前后開始試飛。經過論證后,有關方面選中麥克唐納一道格拉斯公司負責中機身、操縱穩定性和熱控制,通用公司負責后機身、機體與發動機的整合,羅克韋爾公司負責前機身、飛行管理系統與分系統,普拉特·惠特尼集團公司和火箭動力公司負責推進系統。1989年1月羅克韋爾公司試驗了1/7比例的超音速燃燒沖壓發動機。
按照設計方案,X-30將采用尖頭、狹長機體、大后掠三角翼、單垂尾布局,以減少高速飛行時的阻力,機身從前到后為頭錐,兩人駕駛艙、電子設備艙、液氧艙、由氣態、液態和固態氫混成的糊態氫艙及液氧艙。動力裝置由渦輪沖壓/超音速燃燒沖壓/A軌和再人大氣火箭發動機構成。機體主要用鈦基復合材料,表面高熱部分用有內部冷卻的防熱材料。
然而,X-30的技術提升幅度實在太大,因此幾乎從項目啟動伊始就遇到棘手的技術難題,最終在1993年被取消。NASP項目中的高超音速技術研究在1994年演變成高超音速系統技術項目(HySTR),其具體成果便是X-43驗證機。
X-33計劃下馬前,NAsA還提出過另外一種技術難度要低得多的驗證機計劃,這就是X-33“冒險星”計劃。為了盡可能地縮減航天飛機的運營成本,NAsA于1992年提出研制使用單極入軌體制的下一代載人航天器。1994年6、7月,NASAaE式決定展開T--代可重復使用載人航天器的研制工作,為減小研制風險,NAsA計劃先在正式設計方案基礎上制造出代號X一33的縮比驗證機,待關鍵技術得到驗證后再制造全尺寸航天器,具體的研制由洛克希德一馬丁公司主導。
X-33是正式的“冒險星”航天器的53%比例縮比驗證機,它的基本布局源自70年代NAsA制造過的一系列升力體驗證機,但身上大量應用90年代的先進技術。X-33為無人駕駛體制,依靠自動駕駛裝置完成全部飛行。按照計劃,X-33在實驗時應在愛德華茲空軍基地以與其他骯天器相同的垂直姿態發射升空,然后爬升至95公里高空,以馬赫15的速度展開在軌測試。試飛結束后,X-33以與普通飛機相同的方式返回基地。X-33身上設有一個1_5×3米大小的貨艙,但不會在測試中搭載任何載荷。
如何應對再入大氣層是產生的高溫是任何載人航天器都無法繞開的挑戰。X-33打算在關鍵部位使用“因康奈爾”-617合金和Ti-100鈦合金制成部件。飛機機體為環氧石墨結構,液體燃料箱外部被厚4英寸的隔熱層包裹。在再入大氣層過程中,飛機外部溫度最高的部位是機鼻和機翼前緣部分,其中機鼻處的溫度最高時可達華氏2135度,為此X-33的這兩個部位將被碳一碳耐高溫材料所覆蓋。
X-33的技術水準相比X-30雖然降低不少,但依然在研制中遇到了大量技術難題。復合材料液氫燃料箱的研制失敗更是導致項目在2000年末出現嚴重超支現象。NAsA于2001年3月決定停止向X-33撥款,這時驗證機已經完成75%,洛一馬本可采用自籌資金的方式完成飛機的制造,但在權衡一番后,制造商還是選擇了放棄。
X-30和X-33的相繼失敗凸顯出未來有翼航天器的技術難度復雜性遠遠超出了人們的預期。但這兩個計劃仍在相關技術上做出了有益的探索,他們的設計確定了美國未來有翼航天器的基本方向。為兩個項目開發的基礎技術在后續的驗證機計劃中得到了很好的應用。
未來探索
在X-30和X-33進行的同時,NASA還進行了其他多項未來航天飛機技術的研究,并推出了X-34、X-37、X-40、X-43及X-51等一系列驗證機
N A S A干1993年發起了“低成本航天器研究”計劃,目標是將小型載荷(227公斤)的入軌成本壓縮至500~\"美元及以下。1994年10月19日,NASA正式提出與航天企業合作研制X-34航天器的計劃。次年3月8日,軌道科學公司的方案因在性能和成本方面最接近NAsA的要求而中選。
X-34是一架無尾三角翼布局無人機,機身結構、蒙皮及燃料箱均主要以復合材料制造。飛機采用了先進的熱防護系統及材料,這也是整個計劃的重點驗證項目之一。飛機的機載設備以廉價為主要原則,使用了差動式全球定位系統、綜合飛機環境檢測系統及自動檢查裝置。按照設計,X-34可以攜帶186公斤載荷人軌。X-34的機翼為傳統的單塊式三角翼設計,后緣安裝了液壓制動襟副翼。垂尾為全動式,其后部設有相當于垂尾面積1/3大小的氣動減速板。
飛機以一臺NASA馬歇爾宇航中心研制的M C-1發動機為動力,該發動機也是70年代末以來,美國開發的首種液體燃料火箭發動機。MC-1以經濟適用為主要設計原則,大量使用了現成的商業部件,制造工藝和耗費的工時也明顯少于以往的同類發動機。MC-1長2.1米、寬1.21米,重908公斤,推力27240公斤,足以推動X-34在76200米的最大高度上以馬赫8的高速飛行。
首架X-34于1999年6月開始由1架L-1011客機搭載升空機型測試,首飛時間被定在2000年末。前三次試飛在白沙導彈試驗靶場進行,之后的全面性能測試改在肯尼迪航天中心附件的大西洋上空進行。盡管項目一直進展順利,但開支卻不斷攀升,日程也出現一些延誤。2001年3月,就在X-34即將開始試飛前,NASA宣布取消整個項目。
美國空軍與N A s A在上世紀90年代提出太空機動飛船(SMV)計劃,1999年波音獲得研制X-37驗證機的合約,該機后來發展成前段時間發射成功的X-37B。為降低X-37的技術風險,波音制造了一個相當于X-37體型90%比例測試平臺,這種代號X-40的驗證機是X-37B的亞音速測試平臺。
X-40于1998428月11日完成首次投放試驗,至2001年5月18日項目結束,共完成8次試飛,證明了X-37制導系統、導航系統、軟件、數據計算系統、全球定位系統及氣動設計的有效性,為日后X-37B的研制做出了重要貢獻。
此外,超燃沖壓發動機是決定未來航天飛機成敗的關鍵技術之一。N A S A在1994年發起了前文提到的HySTR計劃,為該項目制造的3架X-43A無人驗證機分別在2001年6月2日、2004年3月30日和2004年11月6日完成各自的測試。除第一次試驗失敗外,其他兩次試驗均告成功,X-43A在最后一次測試飛出了馬赫9.8(12135公里/小時)的驚人記錄。今年5月26日,另外一種超燃沖壓發動機驗證機X-51A也在首次測試中取得成功,其詳情見我刊上期介紹,這里不再贅述。
這一階段美國在未來航天飛機研究上對基礎研究更加重視,X-34重點研究了長期困擾航天飛機的成本問題,意圖使未來的航天飛行變得更加廉價;X-40和X-37B的成功展現了未來航天飛機在軍事應用領域的潛力;X-43A和X-51A則充分驗證了超燃沖壓發動機的巨大潛力,可以肯定,在未來的航天飛機或空天飛機上,必然會有這種發動機的一席之地。
可以說,自航天飛機投入使用以來,美國從來就沒有停止過未來航天飛機的研究。當中雖然遭遇到不少失敗,但在基礎技術領域的長足進步卻不容忽視。待到一個成熟的時機,克服現有缺點的新一代航天飛機必將重新出現在地球蒼穹的盡頭。