中国学者提出新路线，飞行器可从跑道直飞太空，将领先世界几十年
（想低成本进入太空，中国学者提出了全新的一种路线）
近日，中国两名科学家一篇关于“DRBCC（双火箭基组合循环动力系统）飞行器两级入轨运载特性分析”的论文，引发了航天爱好者们的高度关注。
这篇论文基于这种新型动力系统，提出了一种新型两级入轨飞行器，能够从地面跑道起飞，以150吨的起飞重量提供高达4.773吨的近地轨道有效载荷。
（论文示意图）
DRBCC，指的是双火箭基组合循环动力系统，是RBCC（即火箭基组合循环动力系统）基础上的改进方案。RBCC系统，集液体火箭发动机和吸气式冲压发动机于一体，结合了前者推重比高与后者比冲高的优点。DRBCC在RBCC基础上，又将液体火箭发动机升级为液氧/甲烷分级燃烧循环火箭发动机，中国两名科学家提出的就是这种全新动力系统方案。
在DRBCC系统基础上，两名科学家又提出了一种“从跑道起飞”的新型两级入轨飞行器方案，第一级采用DRBCC发动机推进，第二级采用液氧/甲烷液体火箭发动机推进。两级系统的外形都借鉴了美国X-43A的气动外形，但是体型增大了很多倍。X-43A只有1吨多重，但中国科学家提出的两级入轨飞行器的起飞重量却有150吨，可将4.773吨有效载荷送入180公里高度的近地轨道。
（X-43动力系统结构示意图）
那么，这种两级入轨飞行器的150吨起飞重量和4吨多有效载荷，作为太空运载工具，是一种什么水平呢？
美国的航天飞机，近地轨道有效载荷可达27.5吨，但是全系统重量却高达2030吨，其中包括轨道飞行器、固体火箭助推器、外部燃料箱。也就是说，航天飞机将1吨载荷运往太空，需要73.8吨的运载工具。
此外，美国“德尔塔IV”重型运载火箭，起飞重量为733吨，近地轨道有效载荷为28.8吨，有效载荷系数是0.0394，即每吨有效载荷需要25.4吨的运载工具。中国“长征五号”运载火箭，起飞重量是854吨，近地轨道运载能力是25吨，有效载荷系数是0.0293。欧洲的“阿里亚纳5号”运载火箭，起飞重量是777吨，近地轨道运载能力是20吨，有效载荷系数是0.0257。
（巨大的火箭，只能投射很小的载荷）
而中国科学家提出的“两级入轨飞行器”，有效载荷系数为达到了0.0318。从这个数值来看，似乎并不比传统运载火箭更有优势。但是需要注意的是，两级入轨飞行器是从地面跑道起飞的，飞行器的第一级、第二级实际上相当于高超音速飞机，都能够重复利用。
按照预想的程序，两级入轨飞行器可以从海南岛文昌发射场的飞机跑道起飞，使用DRBCC推进和加速，经过南海后转向，抵达赤道上空时，高度已经达到35公里，速度达到10马赫，然后一、二级分离。随后，第二级的火箭发动机启动，直至进入近地轨道。
（飞行器计划从海南岛起飞，借助南海区域爬升进入太空轨道）
从以上描述可以看出，这种“两级入轨飞行器”实际就是我们设想中的空天飞机，但是提出了更高效的动力解决方案。美国曾经研制X-47系列，以验证空天飞机的相关技术，但是至今没有获得最后的突破。中国科学家提出的这种DRBCC动力方案，则让空天飞机实现的可能性大大提高。
如果中国最先将空天飞机的设想变为现实，将大幅提升太空发射的效率，无论是航天领域，还是军事领域，都具有极高的战略价值。
（X-43A项目只进行了3次试飞就结束了）
首先，“两级入轨飞行器”从地面起飞升空，成本将比传统运载火箭大大降低。不仅飞行器能够重复利用，而且加注燃料也更便利，飞行器可以直接从机库内完成燃料加注，而且无需专用的发射台，大型飞机跑道理论上都能使用。而且，目前150吨的起飞重量还只是初级水平，未来完全可能出现上千吨的巨型“空天飞机”。
其次，“两级入轨飞行器”的使用灵活度和反应速度更快，基本上可以达到大型飞机的水平，而且更易于批量生产和批量使用。由于无需专用发射台，“两级入轨飞行器”甚至可在跑道上连续起飞多架次，加快太空运送的速度和数量。
（未来甚至可能出现上千吨的巨型“空天飞机”）
最后，“两级入轨飞行器”作为飞行器，能够进一步获得“超高空机动力”，即在100-300公里的近地空间实现自由飞行。这种能力，也只有“空天飞机”可以具备。简单来说，能够在100-300公里高度的空间自由飞行，无论是进行空间运输，还是高空侦察，或者“超高空轰炸”，都将比竞争对手先获得更高一个维度的战略主动权。
就算不说军事，在是民用和商业领域，“两级入轨飞行器”都有望带来更高的效费比，极大降低外太空发射的成本，进而在外太空活动的规模和质量上遥遥领先于其他国家几十年。至于这么先进的概念何时能成为现实，以我国如今世界先进甚至领先的航空航天软硬件设施（比如高超音速风洞）来看，应该也有些眉目了，且让我们拭目以待吧。