劉紓驊
Roc掛載效果圖
4月13日,美國加州莫哈韋空港的跑道上,一架造型奇特的飛機緩緩飛向天空,持續(xù)飛行了兩小時以上。試飛期間,它的最高時速約為每小時304千米,最高飛至5182米高空之后順利降落。
這架飛機的代號叫“Roc”,由平流層發(fā)射系統(tǒng)(Stratolaunch Systems)公司設(shè)計制造,本次起飛是它的初次試飛。Roc的成功首飛,宣告了它將取代安-225運輸機,成為世界最大飛機。
“Roc”一名來源于波斯及阿拉伯神話。在《一千零一夜》故事中,它被譯為神鷹。神鷹身形巨大,渾身純白,以大象和可吞大象的巨蟒為食,一顆蛋跟一幢房屋差不多大,是媲美神類的存在。
現(xiàn)在,Roc一般翻譯為“大鵬”。Roc翼展117米長,這個長度超過了標準足球場,更大大超過安-225運輸機。當年,為了運輸蘇聯(lián)的“暴風雪”號航天飛機,安東諾夫設(shè)計局設(shè)計研發(fā)了安-225運輸機,它的翼展為88.4米,如今世界上只剩烏克蘭還保存著這根獨苗。Roc運用了大比例的碳纖維復合材料,雖然最大,但是重量比安-225輕得多。
Roc的機頭很像猛禽的頭部,又有著天鵝一樣頎長的項頸,而最吸引眼球的是它的雙機身設(shè)計:并列的兩個機身加上極長的機翼,使Roc像極了一對比翼雙飛的白天鵝。左右外側(cè)的翅膀,則垂掛著氣勢雄壯的引擎—各掛有3臺為波音747設(shè)計的普惠PW4000渦扇引擎。機腹起落架上有多達28個機輪。
Roc的這種雙體式設(shè)計,讓很多不了解飛機設(shè)計歷史的人大感驚訝,把Roc稱為“連體神獸”。
其實,雙機身飛機的設(shè)計思路由來已久。早在二戰(zhàn)時期,德國以理查德·沃格特博士(Dr. Vogt)為代表的、有探索精神的航空工程師們,就已經(jīng)在設(shè)計各種雙機身飛機了。
被稱作“邪惡雙胞胎”的Bf-109z,是這種設(shè)計風格的代表。該款機型為了追求更強大的火力和堅固性等優(yōu)點,把兩架Bf-109f拼在一起,以現(xiàn)在的眼光看有點過時和浪費,但在當時受到了軍方的青睞。不過,雖然成功生產(chǎn)了原型機,卻因遭到空襲被毀,Bf-109z終究沒能參與實戰(zhàn)。
在二戰(zhàn)中,德軍的Fw-189戰(zhàn)術(shù)偵察機,算是最成功的雙機身飛機,總共生產(chǎn)了800多架,據(jù)說受到了所投入戰(zhàn)斗地區(qū)的東線將士的廣泛好評。其余還有BvP-194、Bv-141、P-111等造型更為吊詭的“不對稱”雙機身飛機被設(shè)計出來,二戰(zhàn)的結(jié)束才讓這股清奇的風氣為之一剎。
導彈時代開啟后,這種戰(zhàn)斗用的雙機身設(shè)計,已經(jīng)成為較為雞肋的存在。在追求極限速度和隱蔽的天空上,軍用飛機的標配都是單機身,反而是一些民用飛機設(shè)計師接過了沃格特博士的接力棒,開始開發(fā)雙機身飛機的性能潛力。其中就有美國航空設(shè)計奇才伯特·魯坦(Burt Rutan)設(shè)計的202 Boomerang回旋鏢飛機。這架在造型上逼死強迫癥的“不對稱”民用客機雖然小眾,但只要在機群里多看過它一眼,就很難忘記它的存在了。
作為民用航空業(yè)的傳奇人物,伯特·魯坦在媒體前的曝光率并不算高。他生于1943年,16歲就已學習飛行,于1965年獲得加州州立理工大學的航空航天工程學士學位,同年加入了美國空軍愛德華茲基地,7年后加入了貝德飛機公司,任測試中心主任。
經(jīng)過幾年的歷練之后,魯坦于1974年創(chuàng)業(yè),成立了魯坦飛機廠,開始自行設(shè)計飛機。魯坦飛機廠設(shè)計制造了多款可供家庭組裝的小型飛機,開拓了私人輕型飛機市場。飛機廠時代的后期,魯坦的設(shè)計思路和理念漸漸變得超前,代表作就是“旅行者”號飛機。
1986年12月14日,“旅行者”號飛機起飛于美國愛德華茲空軍基地,9天后降落。其間,“旅行者”號中途不著陸、不加油地飛行了40471千米,環(huán)繞地球一周,創(chuàng)造了中途不加燃料長途飛行等多項世界紀錄。
“旅行者”號主要由復合材料構(gòu)成,采用H型布局,翼展為33.77米,平均時速為196.51千米。它的機身極輕,裝載的燃油可達4056千克,而自重只有843千克而已。完成環(huán)球航行后,“旅行者”號飛機被美國國家航空航天博物館永久收藏展覽。
保羅·艾倫和伯特·魯坦進行了史詩性合作,成立了平流層發(fā)射系統(tǒng)公司。
Bv-141飛機
Roc身后還有另一個人,保羅·艾倫。
保羅·艾倫生于1953年,比魯坦小10歲。他從小就對計算機、科幻作品和前沿科學表現(xiàn)出濃厚興趣。身為華盛頓大學圖書館管理員的父親,也給他的興趣提供了得天獨厚的條件。艾倫的房間里堆滿了科幻小說和關(guān)于太空的書籍,他當時的夢想是成為一名宇航員。雖然這個夢想由于看書太多導致的近視而過早破滅了,但這些養(yǎng)料滋養(yǎng)了艾倫心中的種子。
如果一切順利,Roc有望在2020年發(fā)射第一顆衛(wèi)星。
中學時,艾倫在計算機房遇到了一個小他兩屆、在計算機方面也極有研究的學弟,兩個人一見如故,成了最好的朋友和合作伙伴。艾倫剛上大學一年級、他的學弟只有八年級的時候,兩人已經(jīng)成立了他們的第一家公司,并且開始承攬業(yè)務。他把學弟一手帶進了當時方興未艾的軟件行業(yè)。
二人的早期合作一直由于政策、學業(yè)等原因磕磕絆絆,不太順利。終于在1975年,艾倫又拉到了一筆生意,學弟放棄了哈佛的學業(yè),跟艾倫一起成立了他們的第三家公司。這家一直運作至今的公司叫微軟公司,這位學弟的名字就是比爾·蓋茨。
由于身體原因,艾倫于2001年離開了微軟董事會。坐擁微軟大量股票的他,成為了排名世界前列的富豪。身體痊愈后,他經(jīng)常一擲千金,廣泛投資,比如投資了NBA的波特蘭開拓者隊,以及NFL的西雅圖海鷹隊,定制了“章魚”號豪華游艇,斥巨資建造了西雅圖音樂中心等。
在追尋年少的夢想方面,艾倫更是不遺余力。他小時候最鐘愛海因萊因的著作《伽利略火箭》。他不光捐款千萬美元建造以他命名的射電望遠鏡陣,更在2004年建造了世界首座“科幻博物館”。他也曾豪擲1億美元,建立艾倫大腦研究所,為人類的未來科研奠定新的基石。
2011年,保羅·艾倫和伯特·魯坦進行了史詩性合作,成立了平流層發(fā)射系統(tǒng)公司。公司成立的初衷是:尋找更廉價、更可靠的進入太空的方式。Roc就是在那時候得以立項。據(jù)悉,不久前成功回收獵鷹系列運載火箭的SpaceX公司以及特斯拉公司的CEO埃隆·馬斯克,也在此項目中有投資。
Roc名義上是運輸機,但它承載的是一代人的衛(wèi)星發(fā)射夢。就像“白騎士一號”是“太空船一號”的搭載平臺一樣,Roc也是為了擔任中小型衛(wèi)星發(fā)射裝置的搭載平臺而設(shè)計的。
Roc機翼內(nèi)側(cè)的中心有一個巨大的掛點,可以加掛圓錐狀的衛(wèi)星發(fā)射裝置。兩個機身上的駕駛室,分別操縱飛機以及發(fā)射火箭—比如發(fā)射軌道科學公司的“飛馬座XL”火箭,甚至是像“太空船一號”那樣的載人航天器。
即將試飛的Roc
太空船一號和白騎士一號
相對于地面發(fā)射系統(tǒng),空中平臺發(fā)射有著天然的優(yōu)勢。從地面垂直發(fā)射火箭,不但火箭燃料等成本耗費巨大,選擇地點苛刻,也非常依賴良好的天氣條件??罩衅脚_發(fā)射就“灑脫”得多。早在1993年,巴西就在大西洋上空,用B-52飛機發(fā)射了該國第一顆人造衛(wèi)星。
美國在20世紀中后期研制了“飛馬座”運載火箭,以B-52重型轟炸機作為第一級發(fā)射載體。該飛機的機翼下,懸掛著長15米、重18噸的“飛馬座”火箭,衛(wèi)星置于火箭頂端。B-52先飛抵1.2萬多米的高空,速度約為1000千米/小時,然后拋離火箭。5秒鐘后,火箭推進器點火燃燒。等到推進器燃料燃盡,衛(wèi)星就進入了軌道。B-52搭載“飛馬座”項目的發(fā)射成本,大概是從地面發(fā)射的1/3,而民間發(fā)射的成本一般更小。
Roc這樣的民用飛機,可以輕松在各個機場起降,裝載最重可達250噸的發(fā)射物之后升空,把標的送入目標軌道。它對天氣的依賴相對較少,也可以節(jié)省燃料、多級推進器、發(fā)射架等大量成本。如果發(fā)射技術(shù)成熟,Roc會在輕型衛(wèi)星發(fā)射市場上大大占據(jù)優(yōu)勢。
試飛成功后,平流層發(fā)射系統(tǒng)公司發(fā)表了聲明:Roc的成功試飛,代表了人類空間事業(yè)的巨大進步,本公司此項目的終極目標,是讓進入太空軌道“如同搭乘商業(yè)航班一樣平?!薄H绻磺许樌?,Roc有望在2020年發(fā)射第一顆衛(wèi)星。
據(jù)全球市場見解(Global market Insights)消息,預計到2024年,商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射服務市場的規(guī)模將達到70億美元。平流層發(fā)射系統(tǒng)公司要想搶占新興市場的先機,還需要走很長的路—多次試飛,接受美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)的各項認證和檢查。
遺憾的是,保羅·艾倫已經(jīng)由于病情復發(fā),在幾個月前離開了人世。伯特·魯坦也已把接力棒交給同事,過上了半退休的生活。不過,先輩取來的火種,必將在后輩手中閃耀更強烈的光芒,人類的太空探索之旅也將更加方便、便宜。