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临近空间飞行器发展透析
    日期:2011年01月14日    字体:【】【】【
  近期有媒体报道称,美国的DARPA集成传感器即是结构(Integrated Sensor is Structure,ISIS)计划,已进入关键技术攻关阶段。

  ISIS项目计划是将大型轻质相控阵雷达集成到飞艇结构之中,旨在研制一种可在21千米高空执行监视任务的平流层飞艇,实现对空中和地面上的所有目标进行不间断持续监视的效果。按照该项目计划,此飞艇可留空1年以上,利用其有源相控阵雷达对空中和地面目标进行监视和跟踪,并可在595千米之外跟踪最先进的巡航导弹,在322千米之外跟踪敌方战斗部队。

  届时,这种新式飞行器在情报收集、侦察监视、通信保障以及对空对地作战等方面的巨大军事功效不容小视,这也是美国积极推进ISIS项目计划的最大动力所在。

  或许你对平流层飞艇不怎么熟悉,但对临近空间飞行器这一名词可能不会感到陌生。近年来,临近空间的战略价值已经逐渐引起各国的关注和重视,很多专家甚至将临近空间定义为未来空天作战争夺的真正焦点,各种临近空间飞行器因其潜在的军用和民用价值,已成为各国竞相研究和发展的热点。

  “空”出来的神秘与价值

  临近空间,指的是20公里~100公里的空域,是航空与航天的空间结合部。说到它的神秘和不凡之处,主要得益于它的“空白”——一块尚未被开垦的处女地。迄今为止,除了发射航天器的火箭会偶尔穿越之外,这片寂静的空域仍然是人类飞行的一个禁区。

  界定于天空和太空之间,行走于飞机和航天器运行空间之外,临近空间飞行器拥有众多优势。

  首先是相对安全且广阔的工作环境。临近空间以下,目前绝大多数的作战飞机、侦察飞机和地空导弹都没有办法到达这一高度,对着可望而不可即的临近空间飞行器,也只能“干瞪眼”;而临近空间以上,目前的外太空武器也还没有进入实战阶段,面对临近空间的威胁,太空中的卫星们或许看得到、却也动不得。如此一来,临近空间便成了目前和今后较长一段时间内相对独立的“真空”层。再加上临近空间雷暴闪电较少,也没有云、雨和大气湍流现象,在这里运行的飞行器就显得自由且安全。

  性价比高是临近空间飞行器的又一优势。与作战飞机、侦察飞机相比,临近空间飞行器留空时间长,可以达一年之久;同时隐身性能更好,几乎可以实现没有雷达回波和红外特征信号,其可见光特征在天空背景中基本被淹没。与卫星等航天器相比,临近空间飞行器不需要复杂昂贵的地面发射设备,研制成本、发射成本和使用成本低得多;而它的灵活度和灵敏度则高得多,既可以随风飘浮,也可以瞬间加速追踪、打击,或者悬停,而且对地观测分辨率通常要高于卫星。

  “多才多艺”、博采众长的临近空间飞行器恐怕已让很多国家为之倾倒。它可以执行飞机、卫星所能执行的几乎所有民用或军事任务,同时又弥补了二者的不足。既可以提供气象预报,又可以进行情报监视、侦察;既能搭载有效载荷,直接进行运输或作战任务,也可以像GPS卫星一样为导弹、飞机导航。

  竞相涉足飞行“禁区”

  美国的ISIS项目计划只是世界各军事强国进军临近空间的一个缩影,俄罗斯、英国、日本、以色列、韩国等国家和地区都在投入大量经费开展临近空间飞行器的技术和应用研究。

  美国更是当仁不让地一路领跑,意图明显——快人一步,抢占这一空白的战略要地。美国国防部2005年首次将临近空间飞行器列入无人飞行器系统范畴;不久后举行的施里弗空间战计算机模拟演习首次引入了临近空间飞行器概念;临近空间机动飞行器原型艇飞行试验之后,美国空军的自由气球——“战斗天星”于2005年演示验证成功;同年11月美国陆军的“高空哨兵”——平流层飞艇实现有动力飞行;2006年初,美国空军科学咨询委员会提出临近空间飞行器发展的具体建议;同年4月~6月,DARPA授出四个合同,资助三家公司对平流层飞艇囊体材料、有源电扫描阵列雷达和电源系统进行关键技术攻关;随后,美国导弹防御局的高空飞艇计划进入原型艇制造与演示验证阶段,ISIS项目计划进入关键技术攻关阶段……

  但是,受到临近空间全新且复杂的环境限制,临近空间的开发也有很大难度,目前世界各国临近空间飞行器技术仍处于关键技术攻关与演示验证阶段。美国ISIS项目计划目前也面临几大技术挑战,如研制超轻质天线、天线校准技术,电源系统技术,飞艇的定位保持方法和可支持超大尺寸天线的飞艇结构等。

  对于临近空间的开发利用,世界各国站在了同一起跑线上。

  2010年11月17日,在第八届珠海航展上,由中国西北工业大学一名学生完成的狼骑兵高空高速无人战略打击平台的设计精彩亮相,并获得了全国第四届未来飞行器设计大赛临近空间飞行器专业组一等奖。由此带来的思想冲击与震撼,让人对中国的临近空间飞行器充满了期待。

  临近空间,以其特殊的战略位置,为未来战争开辟了一个新的战场,它的开发和利用对未来作战体系、思维和格局以及经济都将产生重大而深远的影响。 (刘斐)

  来源:中国航天报

  
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