[科普中国]-发射火箭新姿势：空中发射 了解一下？

出品：科普中国

作者：兰顺正 察哈尔学会研究员中国指挥与控制学会会员

策划：宋雅娟

监制：光明网科普事业部

近日据相关媒体报道，由美国微软公司联合创始人保罗·艾伦创立的航天企业斯特拉托发射系统公司于20日公布了最新发展计划，世界上翼展最大的飞机有望于2020年携运载火箭升空。据悉，负责运送火箭的飞机绰号“大鹏”，是一架有着世界上最大翼展的双体飞机，它有两个机身、六个引擎，翼展达117米，接近一个标准足球场的长度。这款飞机将携带不同类型的火箭从地面升空，然后让火箭在高空点火、发射、脱离大气层，将卫星送入轨道。这架飞机首先挂载的将是美国诺思罗普－格鲁曼公司建造的“飞马座”火箭，这款空射型运载火箭先前已多次搭乘其他载机发射成功。“飞马座”最多可将370千克载荷送至400千米高空，它与上述双体飞机的首飞定于2020年完成。无疑，“大鹏展翅”意味着运载火箭空中发射技术将变得越发成熟。

图片来自网络

源于冷战的空中发射

空中发射是指以航空器为载体，将运载火箭从空中释放并点火，由运载火箭将有效载荷发射入轨的一种运载火箭发射模式。本质上讲，运输运载火箭的载机作为火箭可重复使用第１级应用，充分利用气动力，为火箭提供初速度和高度。按照运载火箭在飞行器上的装载方式，空基发射运载火箭的方式主要分为背驼式、 吊挂式、 内置式、 拖曳式、 空中加油式和气球或飞艇空中发射六种。 其中吊挂式是目前最为成熟的空基运载火箭发射方式。

图片来自网络

而从飞机上发射火箭源于美、苏在上世纪70年代争霸背景下提出的反卫导弹、战略导弹空基发射设想。在上世纪80年代末期，原苏联一家设计局披露了他们研究的一种新的系列空射型运载火箭，这种四级固体空射型运载火箭从原苏联经过改进的安124运输机的后货舱门发射。可将小型有效载荷送入低地轨道，最大的一种型号可将450公斤重的有效载荷送入轨道。不过该方案后因成本过高、技术难度过大和研制周期过长而终止。据报道，1990年美国进行了世界上首次空中发射任务，从那以后，共43枚火箭通过大型运输机发射。

优点多多的空中发射

而相比地面发射火箭，空中发射具备特定的优势。

首先地面上发射火箭，需要消耗大量燃料。而如果让飞机飞到高空，在空中发射火箭，可以减少很多空气阻力；空中发射无需地面配合和附属设施，火箭可以做得比较小，并在大型运输机平台上获得初始动力，可以节省很多燃料。

其次空中发射火箭在部署上也更灵活。众所周知，不同的卫星有不同的发射要求。如顺行轨道卫星（绕地方向与地球自转方向相同）要求发射地点的纬度尽可能的低，以便利用地球自转的线速度减小发射成本。而逆行轨道卫星（绕地方向与地球自转方向相反）则要求发射地点的纬度尽可能的高。因此航天大国都会在国土的南北两端分别建立发射场以满足不同的发射要求。同时，发射场周边的天气对于发射活动的影响也很大，历史有多次发射活动使因为天气不佳而被迫推迟或取消。但空射火箭由于装载于飞行平台上，受发射范围与天气限制就很小，飞机可以“量体裁衣”般载着火箭飞行几百乃至上千公里以寻找合适的发射位置，或者避开不良天候的影响。

图片来自网络

可军可民的空中发射

从技术上来看，空射运载火箭与空射弹道导弹两者非常的相近，一个国家如果掌握了空射运载火箭那么距离空射弹道导弹也就不远了。而空射弹道导弹对于国防意义重大，因为弹道导弹与飞行平台结合以后，其隐蔽性、战时生存率以及部署灵活性都会大大增强，因此不论是采用核弹头还是常规弹头都将使相关国家的威慑力上一个台阶。