重拾冷戰太空爭霸野心？這款雙身巨鵬可空射太空梭

在美國加州莫哈維沙漠中縮比複合材料公司(Scaled Composites)機庫旁邊樹立著一個巨大的廣告牌，上書「You Can Never Think Too Big」(你永遠會覺得不夠大)。

莫哈維沙漠的廣告牌

廣告牌背景上畫著這家著名公司經典飛機的同比例剪影，其中佔據廣告牌近半幅的一個巨型雙身六發飛機的剪影最引人注目，這就是縮比複合材料公司近年來最雄心勃勃的新項目——「同溫層發射」(Stratolaunch)載機。

雙身背後的基本概念

2010年，美國歐巴馬政府出台了鼓勵私營公司參加航天事業的政策，許多私營航天公司如雨後春筍版湧現出來，其中最著名的就是特斯拉電動汽車創始人伊隆·馬斯克的SpaceX。目前該公司的「獵鷹9」可重複使用運載火箭風頭正勁，已連續多次成功回收。

保羅·艾倫

另一位進入私營航天領域的大鱷是微軟聯合創始人，億萬富翁保羅·艾倫，他在2011年提出了同溫層發射概念，用飛機在同溫層發射運載火箭，把有效載荷送入近地軌道(高度2000公里以下的軌道)。艾倫認為這種把發射台從地面搬到高空發射方式機動靈活，使用飛機代替火箭的第一級，不僅大幅降低了燃料消耗，還能在最佳時機和最佳地點把衛星或宇宙飛船送入最優軌道，並避開人口稠密地區，提高安全性。

保羅·艾倫成立了火神航宇公司來實施該項目，委託著名飛機設計師伯特·魯坦的縮比複合材料公司研製發射載機。縮比複合材料公司以研製標新立異的複合材料飛機而聞名，曾製造過環球飛行的「旅行者號」、「太空船2號」亞軌道飛機和其載機「白色騎士2號」，於2007年被諾斯羅普·格魯曼公司併購。

最長翼展

「同溫層發射」載機在縮比複合材料公司內部的代號是351型，雙機身布局類似於該公司為維珍銀河研製的「白色騎士2號」。「同溫層發射」的兩個機身共用一副主翼，中央翼段的對接和集成系統(MIS)能夠掛載23噸載荷。每個機身都有自己獨立的平尾和垂尾，外側機翼安裝三台翼吊式發動機，駕駛艙位於右機身頭部。令人吃驚的是這架龐然大物僅需三人駕駛，分別是正副飛行員和飛行工程師。

「同溫層發射」概念圖

飛機的發射高度在10700米的同溫層。為了把沉重的運載火箭運到同溫層，該機的翼展長達117米，成為有史以來翼展最長的飛機，超過了霍華德·休斯在1947年首飛的H-4「大力神」(即「雲杉鵝」)的97.5米，安東諾夫安-225巨型運輸機的88.4米，A380的79.9米，以及波音747-8的68.6米。飛機的雙機身每個長72米，由12個主起落架和兩個前起落架支撐，共有28個輪子，需要3600米長的跑道才能起飛。

「同溫層發射」安裝6台波音747-400使用的普惠PW4056渦扇發動機，單台推力25.4噸。為了降低造價並加快研製進度，飛機的六台發動機、航電、駕駛艙、起落架和其他一些設備都拆卸自兩架美聯航的退役波音747-400客機。「同溫層發射」和縮比複合材料公司的其他產品一樣主要採用複合材料製造，完工後不僅是世界上翼展最大的飛機，也是複合材料使用比例最高的飛機，超過了波音787。

採用了波音747-400的起落架系統

「同溫層發射」原計劃在翼下掛載SpaceX公司研製的多級火箭，但2012年12月由於兩家公司的業務模式存在競爭關係，所以解除了合作。保羅·艾倫於是委託軌道阿連特公司研製「雷電」火箭，這種三級火箭長40米，重23噸，設計目標是6.1噸有效載荷發射至近地軌道。

除衛星外，「同溫層發射」還能向近地軌道發射一艘名為「追夢者」的宇宙飛船。「追夢者」可作為迷你太空梭重複使用，返回大氣層后降落在跑道上。

製造中的「同溫層發射」

目前「同溫層發射」的組裝工作已經接近尾聲，預計將於今年年底首飛，在2018年開始發射測試。如果一切順利，「同溫層發射」將成為美國私營航天發射的一匹富有競爭力的黑馬。

類似概念

其實類似「同溫層發射」這樣的雙身大麥克載機概念已不是什麼新鮮設計了，在美蘇太空爭霸的冷戰時代，兩個國家都提出過類似方案。

在上世紀70年代中期，美國宇航局曾經委託洛克希德公司為太空梭研製一種運輸機。大家都知道太空梭重返大氣層后採用滑翔方式著陸，並沒有自主飛行的能力，就需要一種運輸機把太空梭從著陸場運回基地。

NASA的雙C-5太空梭運輸機

洛克希德提出了雙身C-5「銀河」太空梭運輸機方案，把兩架C-5一架拆掉左側機翼，一架拆掉右側機翼，用全新製造的中央翼連接在一起。中央翼向上拱起，下方掛載太空梭，全機有6台發動機，翼展達102米。

不過在飛機設計的真理是越簡單就越好。雙身C-5雖然運力足夠，但對機場和後勤提出了過高要求，造價也非常昂貴。最後NASA使用經過大幅改裝的波音747來駝載太空梭，圓滿解決了運輸問題。

蘇聯人也不甘示弱，在80年代末期，圖波列夫和安東諾夫聯手進行了一個空射太空梭項目，圖波列夫設計局負責研製其中的太空梭，安東諾夫則研製發射載機。

當時美蘇的太空梭都存在一個缺陷，那就是需要綁著巨大的外部燃料罐和火箭助推器從地面垂直發射，載荷效率極低。美國太空梭的發射重量超過2000噸，卻只能把24噸有效載荷送入入近地軌道，大部分發射重量被裝滿液氫和液氧的外部燃料罐和兩個固體推進器佔去。

如果能用巨型運輸機把太空梭運到高空發射，那麼發射高度越高，所需的發射燃料就越少，太空梭的載荷效率就越高，直至完全不需要外部助推器，用自身燃料就能進入太空。

安-AKS大麥克

圖波列夫設計局根據這個概念創造性地提出了圖-OOS(單級軌道器的俄文縮寫)太空梭方案，發射重量675噸，尾部安裝三台液體發動機，燃料全部內置。

發射這架600多噸太空梭的自然不能是普通飛機，於是擅長研製巨型運輸機的安東諾夫就承擔了OOS設計載機的任務，提出了驚人的安-AKS方案。

安-AKS基本上是用全新機翼連接在一起的兩架安-225，翼展120米，中央翼下方用於掛載和發射OOS太空梭，與C-5太空梭運輸機一樣，中央翼也向上拱起。

安-AKS發射圖-OOS的想象圖

圖-OOS和安-AKS組合的重量高達1600噸，為了讓這麼沉重的傢伙飛起來並爬升到高空，安-AKS的機翼上下布滿了24台發動機!沒錯，24台!而且圖波列夫還表示如果推力不夠，能進一步增加到40台!

如此瘋狂的設計自然比美國人的雙身C-5更加不靠譜。蘇聯解體后，圖-OOS/安-AKS這個「絕代雙驕」就永遠停留在了紙面上，但高空太空發射概念卻越來越顯示出自己的價值，即將被保羅·艾倫的「同溫層發射」接過接力棒。

本文為作者原創，未經授權不得轉載