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图片来源：波音

继今年5月份，美国空军神秘的X-37B航天飞机在佛罗里达成功发射，勾起外界好奇心后，近日，它又出现在公众视野中，拿到了久负盛名的罗伯特·J·科利尔奖航空界中的诺贝尔奖，以表彰它推进了“飞行和太空探索的边界”。

“作为世界上唯一自主、可重复使用的航天飞机，它继续为我们理解太空和空中飞行做出贡献。”美国国家航空协会主席Jim Albaugh说，该协会是这次比赛的赞助商。

自1911年以来，科利尔奖每年都会颁发给在航空和航天领域取得成就的美国人。此前的获奖者包括奥维尔·赖特、霍华德·休斯、阿波罗11号登月团队、阿波罗8号、水星7号，以及国际空间站。

今年，X-37B击败了包括更新后的哈勃太空望远镜在内的决赛选手;最新迭代的机载避碰系统团队； Project Heaviside，“高性能电动垂直起降飞行器”;庞巴迪环球7500；湾流G500和G600商业喷气机;以及Magni500电力推进系统。

据悉，X-37B已经成功执行了6次任务，所有的任务自2010年4月22日起从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射。2019年，X-37B完成了780天的在轨续航任务，打破了此前的718天的纪录。据美国空军称，它已经飞行了2865天，在轨道上飞行了超过10亿英里。

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X-37B设计

X-37B轨道测试飞行器(OTV)是一种可重复使用、多用途和无人驾驶系统。据消息称，它的设计是为了垂直发射到近地轨道，在那里它可以进行长时间的空间技术测试，并有能力返回地球进行进一步的检查和分析。

其实，X-37是波音早期X-40型号120 %比例的衍生物，长度超过29英尺(8.8米)，货舱不比一辆小货车大多少，具有两个角度的尾翼。X-37搭载阿特拉斯V 501或SpaceX猎鹰9号火箭发射，在再入大气层时的速度范围可达25马赫。

X-37演示的技术包括改进的热保护系统、增强的航空电子设备、自主制导系统和先进的机身。其热保护系统是建立在前几代大气再入航天器的基础上的，采用了硅砖。波音公司还使用X-37的航空电子设备来开发其CST-100载人飞船。根据NASA的一份简报，X-37的开发是为了“协助NASA轨道太空飞机的设计和开发，旨在提供宇航员救援和宇航员往返国际空间站的运输能力”

X-37由一个使用可储存推进剂的航空喷气AR2-3发动机提供动力，提供6600磅的推力(29.4 kN)。AR2-3发动机还用于双动力NF-104A宇航员训练飞行器，并获得了新的飞行证书，用于使用过氧化氢/JP-8推进剂的X-37。据报道这被改变为自燃四氧化二氮/联氨推进系统。

X-37从轨道返回后自动着陆，是继苏联的“暴风雪号”航天飞机之后，第二个具有这种能力的可重复使用航天器。X-37还是迄今为止飞行过的最小最轻的轨道太空飞机；它的发射质量约为11000磅(5000公斤)，大约是航天飞机轨道器大小的四分之一。

X-37B发展由来

X-37计划始于1999年美国宇航局，最初计划建造两个飞行器：一个进场和着陆测试飞行器(ALTV)以及一个轨道飞行器。

NASA在2004年把这个项目转交给了美国军方，具体来说，转交给了美国国防高级研究计划局(DARPA)。于是，从那时起，X-37A发展为X-37B，并成为了一个机密项目。

DARPA在2006年完成了该计划的ALTV部分，进行了一系列的人工携带和自由飞行测试。NASA设想的轨道飞行器从未建成，但它为后来被称为X-37B的太空飞机提供了灵感。

X-37B项目现在由美国空军快速能力办公室管理，轨道飞行任务控制设在科罗拉多州施里弗空军基地的第三空间实验中队。这些太空飞机是由波音公司幻影工程部制造的。

尽管该项目总体保密，但美国空军一直非常乐意公布该飞行器在佛罗里达州卡纳维拉尔角和加州范登堡空军基地跑道上自动降落的照片。

2011年的一次航空航天会议上，X-37B制造商波音首席工程师阿瑟·格兰茨(Arthur Grantz)表示，该项目一直在评估飞机的自动导航和其它系统。虽然没有明说空军对太空飞机的要求，但他推测未来可以对这种飞机进行改装，以搭载乘客。

在2016年发射之前，美国空军和NASA首次公布了其中两个有效载荷：一个是NASA材料科学实验，另一个是为空军测试的电离推进器。很明显，在空军太空飞机上测试的任何技术都将有一些军事应用，但这并没有缩小多少范围。在太空中，这可能意味着通信、导航、监视，甚至是反卫星等行动。

美国战略与国际研究中心战略技术项目主任兼高级研究员詹姆斯·安德鲁·刘易斯就表示:“我认为这可能是他们没有告诉你的，那里的有效载荷可能是未来侦察卫星设计的一部分。”他说，空军对开发小型、先进的传感器很感兴趣，因为它“想弄清楚如何从大型、昂贵的卫星过渡到更小但同样有能力的卫星。”

这次飞行中的霍尔推进器使用电场来加速氙推进剂，产生一个小而稳定的推力，这对许多类型的航天器都很有用，包括已经在轨道上的军用通信卫星。安全世界基金会的技术顾问布赖恩·维登(Brian Weeden)认为，空军可能也在测试推进器，目的是将侦察卫星放置在较低的轨道上，这样成像传感器就可以对地面目标拍摄更高分辨率的照片。

在今年5月的发射中，跟随X-37B的是一颗名为FalconSat-8的小型卫星，由美国空军学院开发，可携带5个实验有效载荷。此外还发射了两个实验装置，研究太空辐射如何降解某些材料以及食物所需的种子。美国海军研究实验室已经进行了一项实验，将“太阳能转换为射频微波能量”，然后将其发送到地面使用。

编译/前瞻高端装备研究组

原文来源：

https://www.military.com/daily-news/2020/08/17/air-forces-secret-x-37b-space-plane-just-scored-big-win.html

https://www.space.com/25275-x37b-space-plane.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Boeing_X-37