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“巨无霸”双机身飞机背后的追梦人(科普.原创) 精选

已有 5082 次阅读 2017-9-8 10:16 |系统分类:科普集锦

文/李嘉骞 沈海军

2017年5月31日,全球最大的双机身飞机(也称“平流层发射”飞机)在美国加利福尼亚州莫哈韦航空基地下线,首次向人们揭开了其神秘的面纱。

早在2011年底,投资者保罗·艾伦就宣布成立“平流层发射”系统公司,计划投资2亿美元建造一种空中发射型轨道发射系统,主要目的是满足小型卫星发射市场不断增长的需求。“平流层发射”飞机是有史以来翼展最长的飞机。采用双机身设计,机身高度15米,有28个轮毂,最大起飞质量超过540吨。在航空飞机领域,这些配置都令其他对手难以望其项背。

虽然从数据上来说“平流层发射”飞机是一架庞然大物,但是实际上它的双体飞机机舱与普通客机相比起来会狭小很多。这架飞机界的“巨无霸”的设计目标是,成为运载卫星火箭的空中发射平台,而不是用于载客飞行。

世界最大的双机身运输机

“平流层发射”飞机的两个机身之间可搭载并发射3枚总质量275吨的火箭。从地面跑道起飞后,“平流层发射”飞机将爬升到10千米的高空。然后,火箭经历点火、发射、脱离大气层、送卫星进入近地轨道等。这就大大降低了从地面直接发射火箭产生的高燃料成本。

“巨无霸”背后的鬼才设计师

“平流层发射”飞机能实现这样的性能,都离不开“鬼才”飞机设计师伯特·鲁坦为其倾注的心血。

1943年,伯特·鲁坦生于美国俄勒冈州。由于从小就痴迷飞机,长大以后他在美国爱德华空军基地从事过试飞,为了设计和制造飞机自己也办过飞机厂。后来,鲁坦创办了缩比复合材料公司,为商业和政府客户设计生产和试验原型机和航天飞行器,最终成为美国当代最著名的飞机设计大师。


“巨无霸”背后的鬼才设计师伯特·鲁坦

鲁坦的100多项飞机设计中,最值得骄傲的是有关全复合材料的“旅行者”号飞机和“太空船”一号飞机。“旅行者”号飞机曾在1986年12月14—23日完成了一次不着陆、空中不加油的环球飞行,216小时中飞行了40200千米,创造了世界飞行史上的一个里程碑。

2004年6月21日,“太空船”一号飞机由“白色骑士”一号飞机搭载升空,用90分钟完成了一次历史性的旅程:“白色骑士”一号飞机在飞抵15千米高空时,释放出“太空船”一号飞机;飞机火箭在发动机点火后,将速度提高到约3倍声速,然后垂直攀升至约50千米高空;在火箭发动机关闭后,“太空船”一号飞机再向上“冲”到距离地面约103千米的太空,停留片刻后,返回地球,降落在加利福尼亚州一家机场的跑道上。

2004年9月29日和10月4日,“太空船”一号飞机又两次飞至100千米高度,达到了“安萨里X大奖”规定的获奖要求。这些飞行完全是由民间发起的,预示着个人有能力成就太空之行。艾伦和鲁坦的合作就是从赢得“安萨里X大奖”开始的。

1996年5月,美国“安萨里基金会”策划并组织科技擂台赛。基金会的第一个奖项是“安萨里X大奖”,要求2005年以前用私人研制的运载工具将3个人送到公认的外层空间起点并安全返回,还要在2星期内重复一次。

鲁坦和缩比复合材料公司参加了这次科技打擂。鲁坦从1996年4月开始构思并提出方案。但是,光有方案没有资金是不行的。资金从哪里来?正是保罗·艾伦慷慨解囊,投入2000万美元,才使得鲁坦能在2001年5月开始全面研制。经过3年时间,“太空船”一号飞机顺利诞生,并顺利赢得了这次1 000万美元的“安萨里X大奖”。

拥有“太空梦”的亿万富翁

保罗·艾伦生于1953年1月21日,曾与比尔·盖茨创立了微软公司的前身,他是世界上最富有的人之一。2006年,他在《福布斯》杂志的全球亿万富豪排行榜中排名第6,拥有资产大约227亿美元,其中50亿是微软公司股票。同时他是美国有线电视运营商的主席、梦工厂股东,还拥有美国橄榄球职业联赛的西雅图海鹰队和美国男子职业篮球联赛的波特兰开拓者队。

艾伦的父亲是华盛顿大学图书馆的助理管理员,因为这种得天独厚的条件,艾伦读过许多书,内容包括科幻方面和计算机知识等,这也许是他成功的关键。

中学时,艾伦迷上了计算机,由于这个共同爱好,艾伦与比他低两个年级的盖茨成了好朋友。他们经常一起研究、讨论计算机,甚至比赛编程。这对志同道合的天才好友,一起交流,相互影响,使得艾伦思维更敏捷,头脑更灵活。这给艾伦后来的成功打下了坚实的基础。

当时,研制阿尔塔计算机(世界上第一部微型电子计算机的雏形)的公司正需要开发一种与其8080集成块相匹配的BASIC工作语言。艾伦和盖茨声称熟悉这方面的编程,并接下了这项工作。为了完成任务,艾伦只好到阿肯计算机中心,用那儿的等离子显示板(PDP)计算机工作。


亿万富翁保罗·艾伦

凭着一本使用手册,艾伦要用PDP-10模仿8080集成块,这对那些工程师来说几乎是没法完成的事情。但艾伦接受了挑战,丰富的技术知识和熟练的操作技巧给了他很大的帮助,8星期后,一套BASIC语言被成功开发出来。自此,阿尔塔计算机有了自己的程序语言,艾伦也就一直为它编写新的语言并出售这些软件直到1975年。

1975年,盖茨和艾伦成立了自己的微软公司。作为创始人,艾伦拥有40%的股份。在初入商海的时候,艾伦注意到个人计算机操作系统的重要性,成功地从西雅图计算机公司获得了SCP-DOS的使用权,这使得IBM公司确认了微软这家不起眼的小公司的实力。微软公司得以与IBM公司合作,并为以后获得SCP-DOS的所有权打下了基础。可以说,是艾伦促使微软公司迈出了成功的第一步。

艾伦从小就是一个太空狂热分子,他回忆道:“当我还是一个孩子的时候,我就极尽所能地寻找一切有关太空旅行的书来看。当我逐渐长大,这种狂热成为一种潜在的梦想,等我到一定年龄并且拥有足够实力时,我会亲自把梦想变成现实。”

2001年,艾伦为鲁坦的“太空船”一号飞机投资2000万美元。在解释自己为何要拿出巨款赞助“太空之”计划时,他说:“这是人类实现太空之旅的明证,同时也表明,私人也就是非政府机构将在该领域的探索中发挥重大作用。”

凑巧的是,美国政府对未来发展航天事业政策的转变,给艾伦及和他有同样想法的一批人提供了进军航天业的机遇。正是在这样的背景下,艾伦联合老搭档鲁坦,决心开启一扇由私人企业提供太空运载工具的大门。在成立“平流层发射”发射系统公司的发布会上,艾伦说道:“如今,我们处于空间发射行业巨大变革前的黎明,它将让美国得以继续处于太空探索前线,让孩子们今后仰望夜空做梦时有追寻的目标。”艾伦认为,他们的项目将从很大程度上改变人类到达太空的方式,并将使美国保持太空探索方面的前沿地位。



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