圖片1:МГ-19核動力空天飛機(jī)的外形及結(jié)構(gòu),可以看到的注釋有:定向系統(tǒng)發(fā)動機(jī)裝置(ДУ системы ориентации);機(jī)械臂(Манипулатор);載荷艙室艙門(Створка грузового отсека);有效載荷(宇宙牽引飛船)(Полезная нагрузка--космический буксир);氫罐(Водородный бак);隔熱壁板(Теплозащитные панели);機(jī)動系統(tǒng)燃料罐(Баки системы маневрирования);核火箭發(fā)動機(jī)(ЯРД);機(jī)動系統(tǒng)發(fā)動機(jī)裝置(ДУ системы маневрирования);帶有防護(hù)的反應(yīng)堆(Реактор с защитой);結(jié)構(gòu)部件(Элементы конструкции)。
1976年2月17日,蘇共中央委員會及蘇聯(lián)部長會議通過了第132-51號決議,決定建立多次使用航天系統(tǒng),它包含有助推級(火箭)、軌道飛機(jī)、軌道間飛船、控制系統(tǒng)成套設(shè)備、發(fā)射—降落設(shè)備,擁有維修—恢復(fù)綜合體及其它地面設(shè)施作為配套,能夠?qū)①|(zhì)量達(dá)到30噸的有效載荷送入高度200公里的東北軌道并攜帶質(zhì)量達(dá)到20噸的有效載荷返回地面.....簡而言之,這就是蘇聯(lián)航天飛機(jī)項(xiàng)目以文件形式確定下來的最早的源頭......
而如今40年已經(jīng)過去,(俄羅斯)不少人仍在為“暴風(fēng)雪”號航天飛機(jī)的利弊進(jìn)行著激烈爭論,他們中的大多數(shù)都傾向或者認(rèn)為,那個在1988年已成為現(xiàn)實(shí)的方案即是最完美的方案,除此之外再無其它。然而他們卻不曾知曉,在遙遠(yuǎn)的當(dāng)年其實(shí)還存在著另一個更加大膽、更具顛覆性的前瞻方案,它甚至曾有那么點(diǎn)可能大大改變世界航天技術(shù)的發(fā)展和地球歷史的走向——這就是米亞西舍夫這位奇才的最終幻想——МГ-19核動力空天飛機(jī)。
圖片2:晚年的米亞西舍夫與桌面上展示的МГ-19核動力空天飛機(jī)模型。
1966年,歷經(jīng)曲折的米亞西舍夫重建了自己的獨(dú)立設(shè)計(jì)局(當(dāng)然規(guī)模比之先前要小不少),他的主要工作也是研究附面層控制系統(tǒng)之類的事。不過,這位設(shè)計(jì)師很快就恢復(fù)了“迅猛”的姿態(tài),提出了一系列短距起飛飛機(jī)、垂直起飛飛機(jī)、針對高空氣球的飛機(jī)—截?fù)魴C(jī)等方案,到后來還參加了新型戰(zhàn)略轟炸機(jī)的競標(biāo)。
1974年,米亞西舍夫在“冷”-2綜合項(xiàng)目(Холод-2項(xiàng)目,旨在研究“冷”氫化燃料和空天飛機(jī))的范圍內(nèi)開始著手空天飛機(jī)的方案研究(方案代號19),但他很清楚,這將是一項(xiàng)長期的工作,特別是當(dāng)時的空天飛機(jī)還存在著先天性不足——總效率低于運(yùn)載火箭,而這一問題必須要通過材料學(xué)上的革命性突破才能得到解決。當(dāng)然,米亞西舍夫之后在О.В.古爾科【О.В. Гурко,領(lǐng)導(dǎo)著第50中央科學(xué)研究所(即航天軍主要研究所)的研究組】那里找到了通向未來的出口——即使用核反應(yīng)堆發(fā)動機(jī)作為空天飛機(jī)的推進(jìn)裝置,空天飛機(jī)也因此被命名為МГ-19,М代表米亞西舍夫,Г代表古爾科。
圖片3:МГ-19核動力空天飛機(jī)總體結(jié)構(gòu)詳解,按照序號依次為:1.機(jī)組艙;2.定向系統(tǒng)發(fā)動機(jī);3.機(jī)械臂;4.載荷隔艙艙門;5.有效載荷;6.(液)氫罐;7.隔熱壁板;8.定向發(fā)動機(jī)燃料儲備(罐);9.起落架;10.軌道機(jī)動系統(tǒng)燃料罐;11.核火箭發(fā)動機(jī)噴口;12.軌道機(jī)動發(fā)動機(jī);13.帶有防護(hù)的核反應(yīng)堆;14.核—渦輪沖壓發(fā)動機(jī);15.結(jié)構(gòu)部件;16.居住艙。
米亞西舍夫?qū)τ讧?19的總體設(shè)計(jì)和構(gòu)想是:
在起飛段和初始加速段,500噸級的空天飛機(jī)作為一架帶有閉路循環(huán)發(fā)動機(jī)的核動力飛機(jī)運(yùn)作,并以(液)氫作為反應(yīng)堆的載熱劑向10臺渦噴發(fā)動機(jī)(每臺推力25噸)進(jìn)行傳熱。之后隨著速度和高度的增加,(液)氫開始被輸送至渦噴發(fā)動機(jī)的加力燃燒室,再之后被輸送至沖壓發(fā)動機(jī)。到最后,在50公里的高度上,在達(dá)到16馬赫以上的飛行速度時,啟動推力320噸的核火箭發(fā)動機(jī),攜帶著40噸的有效載荷前往高度185公里的環(huán)形工作軌道。(也就是說,МГ-19是核動力飛機(jī)和核動力火箭的結(jié)合體。)
空天飛機(jī)由軌道降下時,可再次切換為核動力飛機(jī)模式,以便直接返回基地或是根據(jù)任務(wù)需要進(jìn)行大氣層內(nèi)機(jī)動,而在有必要時,它也能夠采取“反復(fù)”模式——在大氣層內(nèi)進(jìn)行機(jī)動,而后再度借助核火箭發(fā)動機(jī)飛入太空軌道(換言之,氣動性能優(yōu)越,具備極大的軍事價值)。
在減少有效載荷的條件下,空天飛機(jī)能夠到達(dá)近地軌道的任意一處,或是到達(dá)近月軌道。
空天飛機(jī)使用液氫作為反應(yīng)堆載熱劑和核火箭發(fā)動機(jī)工質(zhì)也兼顧解決了另一個問題——安全性:由于液氫在反應(yīng)堆中不會被放射性化,因此放射性污染便不會發(fā)生。
為了避免空天飛機(jī)事故墜落污染地面,帶有環(huán)繞保護(hù)裝置的反應(yīng)堆殼體能夠經(jīng)受各種擠壓碰撞,并在300米/每秒速度條件下與地面撞擊不喪失密封性(這已大大超出了任何事故條件下任意高度下墜而來碎塊的速度)。
圖片4、5:МГ-19核動力空天飛機(jī)的反應(yīng)堆、核火箭發(fā)動機(jī)及10臺核—渦噴發(fā)動機(jī)布局示意圖。
圖片6:МГ-19核動力空天飛機(jī)反應(yīng)堆、核火箭發(fā)動機(jī)及核—渦噴發(fā)動機(jī)布局詳解:1.渦輪沖壓發(fā)動機(jī)(ТРДП);2.氫渦輪機(jī)(Водородная турбина);3.氫壓縮機(jī)(Водородный компрессор);4.核反應(yīng)堆(Ядерный реактор);5.從罐體而來的(液)氫(Жидкий водород);6.超高音速噴口(Гиперзвуковое сопло);7.加力燃燒室(Форсажная камера);8.超高音速沖壓發(fā)動機(jī)涵道(Контур ГПВРД);9.渦輪(Турбина);10.換熱器(Теплообменник);11.壓縮機(jī)(Компрессор);12.進(jìn)氣道(Воздухозаборник)。
假如一切順利的話,按照米亞西舍夫的規(guī)劃和進(jìn)度,這項(xiàng)70年代中期已開始的研究,在80年代初級就應(yīng)能夠初見端倪——具備制造核動力發(fā)動機(jī)飛行試驗(yàn)平臺和試驗(yàn)性超音速運(yùn)載器的可能。而在80年代末,空天飛機(jī)的量產(chǎn)樣機(jī)就應(yīng)已經(jīng)升空【在1974年對于米亞西舍夫空天飛機(jī)研究方案的討論中,院士А.П.亞歷山大羅夫(А.П.Александров,蘇聯(lián)著名物理學(xué)家,從50年代起就開始探索和主持核能發(fā)動機(jī)及其飛行器的研究,1976-1986年任蘇聯(lián)科學(xué)院院長)就曾說過,符合空天飛機(jī)項(xiàng)目要求的核動力發(fā)動機(jī)量產(chǎn)樣機(jī)能夠在10年內(nèi)制造出來】。而再之后批量生產(chǎn)出的10架空天飛機(jī)就已經(jīng)能夠滿足蘇聯(lián)數(shù)十年的地面—軌道貨物運(yùn)輸需要,直至21世紀(jì)中期為止。
圖片7:米亞西舍夫?qū)τ?00噸級МГ-19(19-3)的研制進(jìn)度規(guī)劃:最上方的深色橫線標(biāo)明1980年制造出技術(shù)模型,1982年制訂出技術(shù)文件;中間淺色橫線標(biāo)明1981年至1988年進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理,并從1986年起陸續(xù)制造1-3號飛機(jī)樣機(jī);下方深色橫線標(biāo)明1982年至1986年進(jìn)行試驗(yàn)臺工作,并從1986年起陸續(xù)進(jìn)行1-3號飛機(jī)樣機(jī)的飛行試驗(yàn)。
然而當(dāng)時蘇聯(lián)的高層卻另有想法和打算,盡管米亞西舍夫的革命性方案具有技術(shù)可行性,甚至有不小的吸引力,但它卻同時要求完成四個方面的技術(shù)任務(wù),還需要將它們整合在一起。為了制造МГ-19空天飛機(jī),必須要研制出核動力超音速飛機(jī)、研制出低溫推進(jìn)劑基礎(chǔ)上的超高音速飛機(jī)、航空—航天運(yùn)載器以及核火箭發(fā)動機(jī),除此之外還需要有統(tǒng)一的復(fù)合結(jié)構(gòu)。而“暴風(fēng)雪”號方案(就是我們今天看到的那個)只需要解決其中一個任務(wù)即可取得成果?!耙磺袕膶?shí)用性出發(fā)”,這或許從一開始就已經(jīng)決定了МГ-19空天飛機(jī)方案的結(jié)局......
圖片8:МГ-19核動力空天飛機(jī)的數(shù)據(jù)一覽:
1.基本描述——設(shè)計(jì):米亞西舍夫設(shè)計(jì)局;名稱:М-19;狀況:1974-1980年項(xiàng)目;類型:航空—航天飛機(jī);機(jī)組人數(shù):3-7人。
2.幾何及質(zhì)量特征——長(除去尾部整流罩):69米;翼展:50米;高:15.2米;支承系統(tǒng)面積:1000平方米l;貨艙(注,貨艙長度數(shù)據(jù)及其單位似有錯誤,按容積反推回來后應(yīng)為20米,但這里暫且保留俄語原文數(shù)據(jù)):長度15.2米、寬4米、高4米、容積320立方米;縱向軸距:41.2米;起落架輪距:20米;起飛重量:500噸;可輸出載荷重量:最大40噸;結(jié)構(gòu)重量:125噸;燃料(液氫)重量:220噸。
3.動力裝置——發(fā)動機(jī)數(shù)量:10;發(fā)動機(jī)類型:組合式噴氣發(fā)動機(jī)裝置(加力燃燒室式內(nèi)外涵渦輪噴氣發(fā)動機(jī)+高超聲速沖壓式空氣噴氣發(fā)動機(jī))外加液體火箭發(fā)動機(jī)(核火箭發(fā)動機(jī));噴氣發(fā)動機(jī)裝置推力:10X25000千克力;核火箭發(fā)動機(jī)推力:1X320000千克力。
4.飛行技術(shù)特征——基準(zhǔn)軌道高度:185公里;由軌道降下時的橫向(機(jī)動)距離:4500公里;起飛滑跑距離:2000米;著陸滑跑距離:3750米;要求的起飛著陸跑道距離:4000米。
1978年,米亞西舍夫病逝于莫斯科,МГ-19空天飛機(jī)項(xiàng)目失去了“主心骨”,并在緩慢繼續(xù)了兩年之后于1980年終止。而蘇聯(lián)的核火箭發(fā)動機(jī)研究,也在90年代解體后的經(jīng)濟(jì)混亂和對于原子能利用的詆毀中最終夭折(即使研制出了РД-0410這樣的核火箭發(fā)動機(jī)也無力回天)。奇才的最終幻想尚未來得及進(jìn)入人們的視野,便已成為歷史中久遠(yuǎn)的過去。
圖片9:МГ-19核動力空天飛機(jī)的結(jié)構(gòu)模擬圖。
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