揭秘中國首型航天飛機 “昊龍”如何飛天

在第十五屆中國國際航空航天博覽會上，作為我國第一型航天飛機，“昊龍”貨運航天飛機的縮比模型吸引大量觀眾駐足。

據中國載人航天工程辦公室消息，“昊龍”貨運航天飛機方案，作為中國空間站低成本貨物運輸系統總體方案征集活動的勝出方案之一，目前已獲得工程飛行驗證階段合同。

“昊龍”貨運航天飛機總設計師 房元鵬：“昊龍”貨運航空飛機是專門為空間站的上下行需求，定制設計研發的一款航天飛機。

“昊龍”貨運航天飛機由中國航空工業集團成都飛機設計研究所自主設計研制，采用大翼展、高升阻比的氣動布局。在整體設計方案中，獨創采用的機翼整體折疊技術是一大亮點。

“昊龍”貨運航天飛機總設計師 房元鵬：在運輸和發射段是屬于折疊狀態，進入軌道后第一時間展開，一直持續到飛行器落地。

11月16日凌晨，經過3個多小時飛行后，天舟八號貨運飛船成功對接于天宮空間站，為神舟十九號航天員乘組送去在軌9個月的生活物資、平臺設備、推進劑和科學載荷。

記者：可能在公眾的認知里面，就是我們中國已經有了天舟貨運飛船，為什么我們還需要有“昊龍”，為什么需要這個航天飛機的出現？

“昊龍”貨運航天飛機總設計師 房元鵬：從兩方面說，首先天舟是非常成功的一款貨船，它的載荷比更大，能夠為空間站提供在軌補給。但是它的任務周期較長，對于一些短周期的在軌運輸的適應能力略有不足，這個時候就需要一些小規模的貨運飛行器，為空間站提供短周期的運輸任務。

記者：這是一個什么概念？

“昊龍”貨運航天飛機總設計師 房元鵬：“昊龍”一般攜帶的載荷重量，大概在兩噸量級，這個剛好滿足空間站三個月左右的物資補給需求，所以“昊龍”執行的任務，就是面向三個月左右這樣的短周期進行的，這樣能夠為空間站提供每年幾次補給。尤其是對一些新鮮的蔬菜水果等不能存儲太長時間的，通過這種方式，加上我們自身又帶有一定的冷鏈運輸能力，所以為這些冷鮮食品提供保鮮的條件。

11月17日晚，也就在天舟八號貨運飛船抵達天宮空間站的第二天，天舟七號貨運飛船受控再入大氣層，絕大部分器件在再入大氣層過程中燒蝕銷毀，少量殘骸落入預定安全海域，歷經10個月的太空之旅后，徹底完成了它的使命。而與只具備上行能力的天舟系列貨運飛船相比，“昊龍”貨運航天飛機具備下行能力，空天往返、可重復使用，這將帶來全新的改變。

“昊龍”貨運航天飛機總設計師 房元鵬：我們跟星艦不太一樣，星艦是一個運載工具，它實際上更多是實現預定載荷在空間軌道的投送，而我們是實現具體的貨物運輸任務，它實際上作為載荷被發射入軌的，發射入軌以后，會去主動跟空間站進行交會對接，執行完任務以后我們再從軌道載人返回，實現本場的著陸對我們這款飛行器來說，不是一個難事。

“昊龍”貨運航天飛機總設計師 房元鵬：“昊龍”因為空間站在軌對接后，是一個組合體模式運行，我們可以選擇返回的窗口，也同步可以選擇著陸場。我們選擇起飛的著陸場，就實現了本場發射、本場回收，但是這個概念并不是我們飛行器最大的難點，應該是比較容易實現的。

據介紹，“昊龍”貨運航天飛機先搭乘運載火箭發射到預定軌道，與空間站進行交會對接，完成貨物上下行輸送后，最后與空間站分離，在無動力的情況下自主返回，在指定機場實現水平著陸。

“昊龍”貨運航天飛機總設計師 房元鵬：其實這個過程跟航天飛機的返回方式是非常接近的，脫離空間站以后，首先要進行自動離軌，進入再入窗口后開始進入大氣層，飛行器在氣動阻力下會快速地減速，這時候同時會產生很高的氣動加熱。飛行器在熱防護系統的保護下，在控制系統的控制下，來實現精確的能量管理，最后在機場跑道，像飛機一樣進行水平的著陸。

與天舟系列貨運飛船相比，“昊龍”貨運航天飛機更加方便快捷，能夠實現低成本高頻次發射，可以將太空快遞的運輸成本大大降低。

“昊龍”貨運航天飛機總設計師 房元鵬：飛行器只要實現一次重復使用，它對應的分攤，對應的飛行器研制的投入，和飛行器實物產品的投入，就除以二，再飛第三次就除以三，應該說它的飛效比是快速提升的，五次以后，我理解飛行器的成本，就基本上分攤到不是太主要的矛盾了。

記者：之所以強調這樣的低成本，是為了什么？

“昊龍”貨運航天飛機總設計師 房元鵬：因為空間站將來還面臨著15年以上的運營期，甚至還會延壽，甚至延壽以后會更長的在軌時間，大量的物資補給，整個費用非常可觀。通過我們低成本的這種方式，可以降低整個空間站的運營費用。

按照目前的設計方案，“昊龍”貨運航天飛機長10米、寬8米，不超過“天舟”貨運飛船的一半。為了提高運輸能力，設計人員盡可能增加了“昊龍”貨艙的容積，而為了方便航天員進出取貨，也最大限度提高了貨艙通道的空間。

記者：網上有一些評論，說現在在航天飛機這個領域，只有兩個國家在競爭了，就是中國和美國。

“昊龍”貨運航天飛機總設計師 房元鵬：是這樣子，美國之前的載人航天飛機在2011年退出歷史舞臺以后，其實還沒有新的帶翼的、可返回的飛行器出現，所以大家提出這樣的疑問，為什么航天飛機已經退出歷史舞臺，我們還要撿起這條技術路線？其實當年航天飛機的研制，受歷史環境的影響，當時指標的需求，對飛行器產生了比較大的影響，它是一個兩千多噸的飛行器，它的發射規模很大，保障難度也很大，導致多名航天員喪生了，所以它并沒有實現真正重復使用，也沒有實現預期的低成本，所以它在特定的這個歷史條件下，退出了歷史舞臺。而我們通過巧妙的設計，新的技術理念，能夠去掉它這些弱點，能夠去掉它這些劣勢，讓航天飛機重新煥發生命力，這是我們的出路。

2023年9月，中國載人航天工程辦公室組織專家對入選的總體方案進行審查評估，確定包括“昊龍”貨運航天飛機在內的四個總體方案獲得工程支持，進入詳細設計階段。

“昊龍”貨運航天飛機總設計師 房元鵬：為了保證我們的進度，所以我們飛行器在不停地向前迭代，向前深入設計。最后準備參加比選會的時候，通知只有一周左右的時間，當時我們團隊專門找了一個辦公室，大概有三十個工位，所有人到這個工位，連續七天，我們基本上每天都是干到凌晨三四點鐘，第二天又要正常來上班。

令房元鵬和團隊成員感到欣慰的是，經過第二輪擇優，“昊龍”貨運航天飛機方案和中國科學院微小衛星創新研究院的輕舟貨運飛船方案勝出。

“昊龍”貨運航天飛機總設計師 房元鵬：當時流淚了，第一個是我們的努力沒有白費。第二個，我們終于可以參與到國家載人航天工程，這樣一個重大的科技創新項目，應該說我們又有激動的、興奮的，也有我們感慨萬分的環節。

目前，“昊龍”貨運航天飛機已經完成方案設計階段工作，正全面開展工程研制。“昊龍”的一舉一動受到國內外的高度關注，被譽為中國在航天領域取得的又一重要突破。

記者：你一定也被反復問這個工程研制的時間長度，大概我們什么時候可以看到真實發生。

“昊龍”貨運航天飛機總設計師 房元鵬：我們整個研制團隊，為確保這個發射任務的節點，正在全面推動這個工作，我相信在不久的將來，很快會看到“昊龍”貨運航天飛機入軌執行空間站貨物運輸任務。我相信在“昊龍”實現首次貨運任務以后，它會打開全新的天地。

記者：雖然今天我們看到的是貨運飛船，而它其實也承載著我們的空天夢想，今天是帶貨的，會不會過一段時間就能帶人了？

“昊龍”貨運航天飛機總設計師 房元鵬：“昊龍”貨運航天飛機現在從能力上來說，是物資上行和下行的能力，未來只要有上行和下行需求的環節，“昊龍”貨運航運飛機都能發揮它的應有作用。“昊龍”貨運航天飛機的能力，為了支撐后續的載人，甚至是深空探測，應該是具備一定的技術基礎的，我們相信隨著后續中國航天事業的不斷發展，“昊龍”貨運飛行器也會形成系列化的產品。

記者丨王寧

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