世界最大雙體飛機將從美起飛：可從空中發射運載火箭

「你永遠想不到（它）有多大」

這塊廣告牌位於美國加利福尼亞州莫哈維航空航天港，由諾斯羅普·格魯曼公司下屬的「縮尺複合體」公司2015年安裝於此。除引人注目的廣告詞外，佔據了廣告牌半幅頁面的是一架巨大雙體飛機剪影。這就是本文的主角，由火神宇航（Vulcan Aerospace）公司委託「縮尺複合體」公司（Scaled Composites）製造的「同溫層發射系統」（Stratolaunch System）或名「同溫層發射載機」 the Stratolaunch Carrier Aircraft），當該機製造完成時，它將憑藉117米的翼展成為世界上最大的飛機。

值得一提的是，在廣告牌上方陳列的飛機剪影也都大有來頭，都是由著名飛機設計師伯特·魯坦設計的著名機種，例如左起第一架便是首次實現載人不加油不著陸環球航行的「旅行者」號飛機。

「同溫層發射系統」的誕生緣起微軟創始人保羅·艾倫與美國電動汽車製造商特斯拉創始人伊隆·馬斯克合作，在空射運載火箭的基礎上，為航天快速發射提供更佳的商業前景。在此之前，伯特·魯坦為維珍銀河公司設計的「白騎士」系列空基發射平台引起了保羅的注意，經洽談，伯特·魯坦最終擔任同溫層發射系統的概念設計師。

從2011年起，「縮尺複合體」公司開始在莫哈維航空航天港為「同溫層發射系統」修建巨型機庫，佔地面積達八千平方米。如這張衛星圖所示，和波音747貨機相比足以體現這個機庫的龐大。

本圖為「同溫層發射系統」（最下方紅色標明了翼展長度117米）與幾種著名大飛機上的尺寸對比示意圖。可見「同溫層發射系統」的尺寸之大，甚至超過了目前世界上最大的運輸機安-225。

「同溫層發射系統」項目編號為351，代號「大鵬」，與「白騎士2」號有著類似的雙體機結構。其大部分配件，如發動機，航空電子設備，起落架等，由兩架前美國聯合航空公司波音747-400（註冊號為28715和28716）提供，以節省總項目成本。

該型機在兩個主機身中部加入了一個中央翼盒，這一部分安裝的名為「交配和集成系統」（MIS）可以搭載230噸級別的載荷，令其均勻的分攤在整個翼盒上。左右兩個機身分別搭載有水平和垂直穩定計。駕駛艙及航電系統布置於右側機頭內。令人稱奇的是，這樣一個龐然大物的機組僅需3人，分別為正、副駕駛和飛行工程師。圖為2016年6月19日拍攝的，正在組裝中的「大鵬」機身。

為了驅動這樣一個龐然大物，「同溫層發射系統」搭載了六台普惠PW4056渦扇發動機（該發動機同時也是波音747客機的動力系統），每台發動機可提供至少250千牛的「澎湃」動力。「同溫層發射系統」為了兼顧減重和結構強度，以及可搭載大量航空燃油的需要，在機身製造過程中，大量使用複合材料。該機完工後，不僅會成為世界上最大的飛機，而且將成為使用複合材料最多的飛機。圖為2016年6月19日，由火神宇航發布的「同溫層發射系統」最新總裝照片。

目前整機已經完成78%的組裝，正在等待縮比複合材料公司交付剩餘部件。如一切順利，在2016年年底將有望進行首飛，而其配套的「飛馬座II」空射運載火箭將由軌道科學公司開發，其目標載荷為6100公斤的近地軌道運載能力。配圖為同溫層發射系統的完整流程圖。

其原型「飛馬座」火箭是軌道科學公司於1986年研發的一種三級固體有翼火箭，全長為16.9 米,起飛重量18 .9噸；可由B-52轟炸機或L-1011運輸機搭載，在一萬兩千米高空、0.8馬赫飛行速度的條件下釋放，可將272公斤重的有效載荷送入近地軌道。若從赤道地區發射,藉助地球自轉力,可將408公斤重的有效載荷送入近地軌道。

「飛馬座」適用於發射小型通信衛星、空間科學衛星、遙感衛星等航天器。其衍生型「金牛座」運載火箭可對地球同步軌道運送380公斤載荷。「飛馬座」自1990年投入運營到最後一次在2013年的發射以來共完成42次航天發射任務，僅有2次失敗記錄，堪稱快速發射系統的先驅。

相較於傳統的航天發射，空射運載火箭有著準備快（以「飛馬座」為例，組裝完成後，一次發射準備時間僅需八天，而常規運載火箭的準備時間長達數月），不受發射區域天氣條件限制，發射成本低等諸多優點。

從性能角度講，由於載機已賦予空射火箭一定的初始速度，能提升約2%的火箭載荷。同時由於發射時火箭處於高空，工作環境變化較小，其結構和熱應力均負載較低，設計上不必過多權衡從海平面到接近真空的工作環境變化，利於火箭降低發射成本、放寬發射條件。配圖為2006年，綽號「觀星者」的L-1011運輸機發射太空科技5號衛星的資料圖。

然而，由於尺寸巨大，「同溫層發射系統」需要至少3600米級的跑道才能進行起降。按安全冗餘度考慮計算，即使放眼整個美國，能滿足這一系統運作的民用機場也屈指可數。但如果將標準放寬到軍用機場，距離莫哈維一牆之隔的愛德華茲空軍基地（其最長跑道達4579米）無疑是首選地點。

更值得玩味的是，火神宇航公司新上任的副董事長史蒂夫尼克松前一個工作便是國家情報首席技術總監，實際從另一個角度說明了美軍方對該系統的軍事運用前景也在密切關注。該系統未來前景如何，仍需拭目以待。

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