全球最大雙體飛機首飛成功，談雙體飛機的設計與應用前景

當地時間4月13日清晨，全球翼展最大的有人駕駛飛機Stratolaunch在美國加利福尼亞首飛成功，並進行了兩個半小時的飛行。本次試飛標誌著Stratolaunch這種廣受矚目的特殊飛行器距離正式投入使用又近了一步。對於這種具有劃時代意義的飛行器，人們往往只矚目於其「怪異」的外形，而它所具有的使用前景，或許才是真正值得注意的問題。

圖註：試飛中的Stratolaunch

為什麼採用雙體設計？

Stratolaunch在設計上與傳統上的飛機存在很大差異，最顯著的特徵就是採用了雙體設計。雙體飛機的概念並不新鮮，早在二戰時期美國就有過將兩架P-51「野馬」戰鬥機連接並聯的P-82「雙野馬」，德國也曾有過將兩架Me109連接的Me109Z。而類似P-38「閃電」或Fw189「貓頭鷹」一類的雙尾撐布局飛機，其實也可以看做是在雙體飛機基礎上在中翼段安裝駕駛艙。不過與這些「老前輩」相比，Stratolaunch存在很顯著的不同，最明顯的區別在於Stratolaunch僅通過中翼段將兩個機身相連、而兩個機身各自擁有獨立的水平尾翼，這與傳統上雙體飛機的兩個機身具有共同的水平尾翼的設計差異很大。

圖註：P-82戰鬥機

不過，Stratolaunch並非是這種設計的開創者。2004年6月21日，美國人埃爾伯特·魯坦設計的「白色騎士」號飛機搭載「太空船一號」亞軌道飛行器升空、並在將「太空船一號」攜帶到約1.5萬米的高度上，「白色騎士」號即採用了兩個機身並不具有共同的水平尾翼的設計。2007年7月28日，美國斯凱爾德複合技術公司展示了「白色騎士」號的放大版本「白色騎士二號」，該機繼承了「白色騎士」號的布局，同時取消了「白色騎士」號位於中翼段的駕駛艙、將發動機改為吊裝於左右外翼段之下，這種設計已經與Stratolaunch的布局極其接近。

圖註：白色騎士二號試飛中

「白色騎士」、「白色騎士二號」和Stratolaunch都作為航天發射平台使用，這是看中了雙體飛機中翼段寬度較大、相比於傳統的運輸機機體能容納更大尺寸的航天器的原因。由於航空材料技術的發展，目前航空器機翼下方也能掛載重量較大的載荷，這讓雙體飛機作為航天發射平台的優勢更加突出。

Stratolaunch的優勢是什麼？

Stratolaunch雖然在概念上炒得很火，但該機並非最早的空基航天發射平台。從原理上來說，空基航天發射平台並不難理解，此類平台是利用航空器具有一定的飛行高度和速度，將航天器的速度和飛行高度提升到一定水平，使之更容易達到航天器入軌的條件。相比於地面發射航天器，此種發射方式對航天器的要求更低、同時發射平台能反覆使用，因此發射成本更加低廉。早在上世紀80年代，蘇聯就曾經計劃將安-124改裝為航天發射平台，並為其配用專門設計的固體燃料運載火箭，但該計劃最終因成本問題不了了之。人類歷史上首次成功使用空基發射平台發射航天器是在1990年4月5日，此日一架B-52轟炸機攜帶「飛馬座」空射運載火箭升空、並在發射該火箭後成功將一枚科研衛星送入極地軌道。此後，「飛馬座」火箭改用L-1011「三星」客機掛載發射，執行發射任務超過40次。

圖註：B-52攜帶空射運載火箭

而在俄羅斯，對空基平台發射航天器的研究也沒有停止。2019年1月，俄羅斯航天技術專家弗拉基米爾·傑格佳里在接受採訪時表示，目前俄羅斯正在研製新一代空基航天發射平台，該平台將以伊爾-76運輸機為基礎進行改裝，最晚不超過2022年即可投入使用，很顯然俄羅斯並不希望在這一領域落在後面。但相比於Stratolaunch，由B-52、L-1011或伊爾-76一類轟炸機和運輸機掛載火箭存在較為明顯的限制，即所掛載的火箭不宜太大。而Stratolaunch由於在構型上與傳統的單體飛機不同，更適合掛載和發射體積、噸位更大的航天器，因此能在任務載荷（人造衛星或空天飛機等的重量）上更具優勢。這種優勢將使Stratolaunch相比於以往類似運輸機 「飛馬座」式的組合在市場上具有更強的競爭力。

Stratolaunch的軍用前景如何？

任何新技術最終都難免被軍事領域所利用，而Stratolaunch在軍事任務方面前景尤其廣闊。從最「本行」的方面來說，Stratolaunch非常適合發射中小型、低軌道的衛星，這在軍事領域價值很高，特別是在需要執行應急、特殊航天發射任務的時尤其突出。同時，Stratolaunch也能夠發射小型空天飛機，這種概念類似於上世紀60年代的「螺旋」軍事航天系統（其空天飛機部分即為米格-105），相比於「白色騎士二號」可以實現更大的任務載荷。從這個角度來看，Stratolaunch可以成為非常優秀的空基—天基偵察平台。

圖註：雙體機可掛載航空器設計想像圖

此外，Stratolaunch還適合執行一些特殊領域的任務。以往的空射反衛星導彈往往由戰鬥機發射，此類導彈雖然能利用戰鬥機的速度和升限優勢，但限於戰鬥機的掛載能力限制其體積不宜太大。相比之下，Stratolaunch如果用於反衛星導彈發射，能夠，Stratolaunch還適合作為試驗平台使用，除發射用於科學試驗的航天器以外，還能夠用於反導試驗的靶彈發射平台。

圖註： 小型空天飛機，類似X-37B

而隨著高超音速飛行器和空射彈道導彈的興起，Stratolaunch也能夠作為高超音速飛行器和空射彈道導彈的發射平台使用，這將使Stratolaunch從僅能執行輔助任務轉變為作戰平台，且作戰潛力絕對不容忽視。

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