书城科普读物探究式科普丛书-人类的翅膀:飞机
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第6章 系出名门——飞机族谱(3)

1984年10月5日,又是“挑战者”号,首次搭载了7名宇航员升空,其中女宇航员凯瑟琳·苏利文成为第一位太空行走的女性,从此航天飞机经常运送7名宇航员。

1986年1月28日,“挑战者”号在升空73秒后爆炸,7名宇航员全部罹难,此后美宇航局暂停了航天飞机发射任务。

1988年9月28日,“发现”号在航天飞机任务中止32个月后升空,5名宇航员释放了一颗卫星,并完成了几项科学实验,这标志着航天飞机项目再次走上正轨。

1990年4月24日,“发现”号航天飞机将“哈勃”太空望远镜送上轨道,人类有了观察遥远宇宙的“火眼金睛”。

1992年9月12日,“奋进”号升空,这架航天飞机成为宇航员马克·李和简·戴维斯的“婚礼特快”,这两位宇航员是第一对在太空缔结良缘的夫妇。

1995年6月27日,“亚特兰蒂斯”号发射,它实现了航天飞机和俄罗斯的“和平”号轨道空间站首次对接,美国和俄罗斯宇航员在外太空互相“串门”,新闻评论说“冷战”已在地球之外结束。

1996年11月19日,“哥伦比亚”号发射,共飞行423小时53分钟,创造了航天飞机停留外太空时间最长的记录。

1998年10月29日,“发现”号搭载着77岁的参议员约翰·格伦起飞。格伦是曾搭乘“水星”飞船升空的美国首名宇航员,这次他又成为最高龄的“太空人”。

1999年7月23日,“哥伦比亚”号发射,这次指挥它的是艾琳·柯林斯,标志着女性首次成为航天飞机的机长。

2003年2月1日,“哥伦比亚”号在返回地面过程中于空中解体,7名宇航员全部罹难。

2005年8月9日,美国“发现”号航天飞机在美国加利福尼亚州的爱德华兹空军基地安全降落,结束了长达14天的太空之旅。这是自“哥伦比亚”号航天飞机失事后,美国航天飞机首次顺利地重返太空,并且平安回家。

2006年9月17日,“发现”号航天飞机在佛罗里达州肯尼迪航天中心成功着陆。此次“发现”号顺利完成国际空间站维修和建设任务,并为国际空间站送去一名宇航员。

8.太空中的五星红旗-中国航天

航天飞机不是普通的飞机,它具备了飞船所没有的优越性。

我国的航天技术研究起步比较晚,技术水平滞后,经过几代航天科学家呕心沥血的努力,尤其在近几年也取得了丰硕成果。

相比之下,美国的航天飞机研制始于1964年,首飞于1981年4月;苏联的“暴风雪”号航天飞机研制始于1967年,1988年11月也成功首飞;而我国的航天飞机研制计划最早提出是20世纪80年代中期,构想起于发展天军的战略,是一个由宇宙飞船到航天飞机的渐进构想。

中国的航天飞机介于美、俄航天飞机之间,是以宇宙飞船为载体发展起来的航天器。我国研制中的航天飞机有辅助动力系统和变轨发动机,货舱可装机械手,起飞也和“暴风雪”号一样靠大型运载火箭送入轨道,变轨发动机使飞机具有一定范围的轨道活动能力,能在较近轨道维修和捕获卫星,返回时由辅助动力系统进入大气外层并靠滑翔接近地面,之后在降落伞减速下安全降落。环比美国和俄罗斯的航天飞机,我国的航天飞机更小一些,载重也低一些,但成本更低,安全性接近于“暴风雪”。

1999年11月20~21日,中国载人航天工程第一艘“神舟”无人试验飞船飞行试验获得了圆满成功。2001年初至2002年底又相继研制并发射成功了“神舟”2~4号无人试验飞船,获得了宝贵的试验数据,为实施载人航天打下了坚实基础。

2003年10月15日,在戈壁深处的甘肃酒泉卫星发射中心,中国第一艘载人航天飞船-“神舟”5号发射升空。

“神舟”5号飞船是我国第1艘载人飞船,乘有1名航天员,在轨运行1天。整个飞行期间为航天员提供必要的生活和工作条件,同时将航天员的生理数据、电视图像发送地面,并确保航天员安全返回。10月16日,“神舟”5号按预定时间在内蒙古主着陆场成功着陆。航天员杨利伟成为我国航天第一人,并创造了我国历史上首次载人航天的完美旅程。

2005年10月12日“神舟”6号飞船成功发射,费俊龙和聂海胜两名中国航天员被送入太空,先在轨道倾角42.4°、近地点高度200千米、远地点高度347千米的椭圆轨道上运行5圈,实施变轨后,进入343千米的圆形轨道。

“神舟”6号飞船在飞行过程中,航天员首次进入轨道舱生活,并开展微重力、育种等多项科学试验活动。

2008年9月25日21时10分,我国成功发射了“神舟”7号载人飞船。飞船搭载了3名航天员分别为翟志刚(指令长)、刘伯明和景海鹏。升空后,飞船运行在高度约343千米的近圆轨道。实施中国航天员首次空间出舱活动,同时开展卫星伴飞、卫星数据中继等空间科学和技术试验。

9月27日16点30分,景海鹏留守返回舱,翟志刚、刘伯明分别穿着中国制造的“飞天”舱外航天服和俄罗斯出品的“海鹰”舱外航天服进入“神舟”7号载人飞船兼任气闸舱的轨道舱。翟志刚出舱作业,刘伯明在轨道舱内协助(刘伯明的头部、手部部分出舱),实现了中国历史上宇航员第一次的太空漫步,标志着我国成为第三个有能力把航天员送上太空并进行太空行走的国家。

2008年9月28日17点37分“神舟”7号飞船成功着陆于我国内蒙古四子王旗着陆场。

第二节鹰击长空——军用飞机

人类发明飞机的初衷是和平利用飞机。然而在世界上,大凡最先进的科学技术都被首先应用在军事领域,飞机也不例外。无论是从数量还是机型,也不管是从速度还是质量,军用飞机都以它独特的设计和先进性能引领着飞机未来的发展方向。

1.空中鹰眼-预警机

预警机是空中指挥预警飞机的简称,又被称为“空中警戒与控制系统”飞机。它是现代战争中重要的武器装备。一般的预警机都装有远程警戒雷达用于搜索、监视空中或海上目标,指挥并可引导己方飞机执行作战任务的飞机,以起到活动雷达站和空中指挥中心的作用。一架现代预警机的机载雷达覆盖面积可达到约50万平方千米,相当于30多部地面雷达的探测范围。

在和平时期,预警机可用来进行空中值勤,监视敌方行动,以防突然袭击;在战争时期,用预警机执行警戒、指挥和武器引导任务,不仅可以加大预警的距离,使截击机的拦截线大大向外延伸,而且还可以把各参战部队紧密地联成一个整体,统一控制战区内所有的防空兵器,有效地指挥各军种协同作战。

大多数预警机有一个显着的特征,就是机背上背有一个大“蘑菇”,那是预警雷达的天线罩。

目前,世界上拥有预警机的主要机型有:中国有空警-2000;美国装备有E-2A、B、C,2000型“鹰眼”预警机和E-3“望楼”预警机、E-8“联合星”远距离雷达监视机;俄罗斯生产的A-50“中坚”预警机、图-126预警机;英国装备的“猎迷”-MK3预警机;日本装备的E-767预警机和E-2C“鹰眼”预警机;以色列装备了先进的“费尔康”预警机。预警机自诞生之日起,先后在几场高技术局部战争中大显身手,屡建奇功,显示出独特的重要作用。

预警飞行器还可按载体不同分为预警飞机、预警直升机、预警无人机、预警飞艇、预警气球等。目前在世界各国使用的预警飞行器大部分是第一类。

(1)预警机的分系统

预警机的最大特点是都装有巨大的雷达天线罩,尽管天线罩使飞机的外型变化较大,但经过气动优化设计后,基本上能保持飞机原有的飞行性能。仅有强大的雷达还不能构成预警机,组成完整的预警机需要有多种分系统,包括载机分系统、监视雷达分系统、二次雷达分系统、电子侦察和通信侦察分系统、导航分系统、数据处理与显控分系统、通信分系统和自卫电子分系统。

①载机分系统

对预警机系统载机的基本要求是有足够的载荷能力;有足够的机舱容积;有足够的续航能力。因此,当前世界上服役的预警机,几乎都选择运输机作为载机。如美国的预警机系列选用波音707和767,俄罗斯的A-50选用伊尔-76。

②监视雷达分系统

预警机的监视雷达通常采用具有下视能力的脉冲多普勒雷达,能在地面和海面的严重杂波环境中探测和跟踪高空或低空、高速或低速目标,能够对数百个目标进行处理和显示,有很强的抗干扰能力。

③二次雷达分系统

预警机二次雷达分系统包括二次雷达系统和敌我识别系统。

④电子侦察和通信侦察分系统

电子侦察分系统是预警机上除主雷达外的第二号重要目标信息来源,目前各国预警机系统中都已普遍装备这一分系统。通信侦察分系统主要用来截获敌方空-空与空-地通信,以判断敌方的战术意图,通常只在大型预警机上才装备这一分系统。

⑤导航分系统

预警机导航设备能提供载机的当前地理位置、高度、航向等参数,这些参数被输入计算机数据处理分系统,给雷达分系统提供精确的基准位置,使各种传感器获得的信息能够准确地转换到大地参考系上去。

数据处理与显控分系统数据处理与显控分系统是预警机系统中操纵人员与任务电子系统各传感器之间的人机接口。

⑥通信分系统

通信分系统分为机内通信和外部通信两部分。信息的传递可以是话音或数字模式。

⑦自卫电子分系统。

这个系统是预警机的防护技术措施,它的功能是探测和对抗敌方武器的攻击。

(2)预警机的分类

预警机的组成十分复杂。它按功能,可分为战略预警机和战术预警机;按尺寸则可分为大型预警机和中、小型预警机。

战术预警机在局部战争中用于探测空中(特别是超低空)入侵的目标,指挥和引导己方防空和空中力量。它的续航能力较弱,控制功能较小,但造价和使用费用较低,如美国的E-2C预警机。战略预警机除有战术预警机的功能外,还可担负国土战略防御任务,具有高级空中指挥和控制功能,续航能力强,系统复杂,造价和使用费用高,如美国的E-3A预警机和俄罗斯的A-50预警机。

(3)预警机的未来之路

21世纪的预警机超越了“千里眼”的范畴,它集侦察、指挥、控制、引导、通信、制导、遥控于一身,已经成为名符其实的“空中领袖”。

为了适应未来战争的需要,世界各军事强国在加强、完善预警机方面都不遗余力,从而使预警机的发展呈现出了以下趋势:

①不断提高现役预警机的性能,延长服役期。提升了对飞行目标的预警能力和抗干扰能力。

②研制性能适中、价格便宜的小型预警机。大型预警机的价格动辄数亿美元,普通国家难以承受,因此有些国家正在积极研制性能适中、价格便宜的小型预警机。

③相控阵雷达是预警机发展的主要方向。相控阵雷达的优点众多,可靠性高、探测能力强、扫描速度快、抗干扰能力强。

(4)一代天骄-中国预警“双雄”

我国的新型预警机是一种全新的机种,它是一种“空地双优型预警机”,比E2、E3、A50这些单一的、以空中预警为主的预警机要先进得多。因为它的机腹下面还有一部以前被人忽视的、与E8相同的大型对地雷达天线罩。也就是说中国的“大预”将美国的E3对空预警机和E8对地侦察机的双重功能融于一身,成为世界第一款“空地并重”的预警机。目前只有美国未来的E10预警机(MC2A)具有这种“空地并重”的功能,但E10要在2012年左右才能飞上天空。也就是说,中国以实际行动引领了世界预警机发展的新潮流。

①“空警-2000”预警机

我国“空警-2000”预警机,采用了相近代阵雷达技术,要比目前的美俄产品还要先进。它的服役填补了我国军队从前没有装备预警机的空白,它先进的雷达技术,也令全世界震惊。这种预警机采用俄制伊尔-76为载机,但固态有源相近代阵雷达、显近代台、软件、砷化镓微波单片集成电路、高速数据处理电脑、数据总线和接口装置等都是中国设计和生产的。

除空警-2000外,我国还在推动另两款预警机的发展进度,他们以“运-8”中型运输机为搭载平台。一种采用常规旋转雷达天线罩,被称为“碟盘式”预警机;另一种采用与瑞典“爱立眼”雷达相似的有源电扫描相控阵雷达,它被装在一条类似平衡木的雷达罩内,置于机背之上,该机被非正式地命名为“空警-200”或“运-8平衡木”。

②“运-8平衡木”预警机

我国的运-8“平衡木”预警机是“运-8”系列飞机中最具神秘色彩的“空中骇客”。它于2005年底开始试飞,该机以“运-8”最新改进型为平台,机身顶部安装1具1/3长度的“平衡木”式相控阵预警雷达。为配合预警需要,“运-8”改进型采取了换装发动机、机翼改整体油箱、新型环控系统、新型液压系统等措施。新改型被称为“运-8”飞机改进、改型史上改动量最大、难度最大的一项研制任务。