第2章 国内外研究情况

第2章 国内外研究情况

人类生活依赖于对空间和时间的运用,借助知识和科技获得进步。21世纪以来,人类社会进入了太空、深海、极地等新空间大开发时代,其中,近空间这一通常穿越、鲜有应用的空域成为全球战略竞争的焦点,展现出无可估量的开发前景,也带来了前所未有的科学技术挑战。

近空间(near space)通常指一般飞机飞行高度以上、卫星运行轨道以下的空域,大约在20~100km,具有空气稀薄、气流平稳、太阳能丰富等环境特征。近空间飞行器(near-space vehicle)是指能充分利用其环境特征、稳定运行于近空间的各类飞行器。近空间飞行器主要有两类:①利用大体积提供浮力或利用大翼面提供升力的低速或亚声速飞行器,驻空时间长,覆盖范围广,高空持久飞行(high altitude long endurance,HALE)特点明显;②利用高升力、低阻力气动外形超声速/高超声速飞行,航程长,机动性能好,大气层内高超声速(hypersonic)机动飞行能力突出。20世纪60年代美国研发成功的U-2、SR-71等高空战略侦察机已经具备了鲜明的“近空间”特征[1-3],在几十年服役生涯中不仅创下了多项人类征服空间的世界纪录,而且由于近空间带来的高生存能力和高度“模糊”主权规则,效能显著,在冷战时期发挥了关键作用。近空间之所以成为大国、强国觊觎的新战略制高点,一是因为军事效能优势明显,充分利用该空间环境的武器装备有望在多重军事能力上获得革命性提升;二是因为主权规则模糊,近空间尚未被系统地开发利用,也没有任何国际法律和条约界定该领域是属于领空还是太空,谁率先征服这一空间,谁就能在未来规则制定中拥有更大的主动权;三是因为民用潜力巨大,一旦实现应用,将对现有诸多产业和行业产生巨大冲击,促进社会和经济发展,造福人类;四是因为科技带动性强,征服近空间面临着科学、技术、工程等层次认知、方法、手段和理念上的挑战,将对飞行器设计、推进、能源、材料与结构、控制与有效载荷等诸多学科发展起到牵引性、带动性作用,促进相关技术加速发展。

近空间将为实现长时间、高机动、高效、可靠的高超声速飞行提供理想走廊,使得全球远程快速到达、时间敏感性目标快速响应成为可能,同时大幅提升廉价、可靠、日常进入空间等人类空天飞行能力,给未来军事对抗和人民生活带来革命性影响,成为21世纪国际空天领域竞争的战略制高点。