空天大视野
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第2章 直面大空天时代

1.大空天与大视野

当今这个时代是一个互联网时代,也是一个大数据时代、一个大科学时代,更是一个大空天时代、一个大视野时代。

互联网的发展开启了大数据时代,这里的“大”,说的是数量无限大。有了大数据,就有了大科学,这里的“大”,说的是“可能性”无限大。大空天时代,不仅有大数据和大科学,而且其空间无限大,因此带来了无限大的视野。

空天是航空航天的简称,在英语中,航空对应的词是Aviation,航天对应的词是Space,航空航天对应的词是Aerospace。视野就是眼界。随着时代的前进,人类正在不断开阔眼界,使人类对从天空到太空的认识,有了崭新的视野。

登高望远。近年来,在空天领域发生的新闻,常常成为媒体的热点。它们异常复杂,涉及政治、技术、军事与经济等各个方面。由于经过选择和炒作,这些新闻让人们感觉扑朔迷离。为了正确分析这些事件,首先要去伪存真,还原事件的真相。在这一基础上,还必须扩大视野,才能透过现象、看清本质,才能把握现在、展望未来。

首先,要从空天一体化的角度去观察。一般认为距地球表面100km以下的空间为“空”,100km以上的空间为“天”,但两者间并没有绝对的分界线。空天一体化是航空航天技术发展的必然趋势,是由现代高新技术发展引发的重大变革。由于航空的动力是吸气式发动机,而火箭的动力是火箭发动机,因此,航空和航天在各自发展的初期,有着不同的发展途径,但20世纪后半叶,两者逐渐融合,成为一体。由于历史原因,我国的大学和科研部门大多将航空和航天分开;长期以来,两者形成了自己独特的文化和视野。因此,只有消除壁垒,才能对空天产生全新和全局的认识。

其次,要从全球化的角度去观察。由于互联网的兴起,全球各地的联系不断增强,国与国之间在政治、经济、贸易上互相依存,出现了视全球为一个整体的发展趋势。当今,出现了反恐、气候变化和疫情等全球现象,它们不再是一个国家能单独解决的问题。空天技术有助于解决全球问题。另外,随着空天技术的进步,其涉及的领域不断扩大,为了达到新的目标,国际合作已成为空天领域发展的大趋势。为此,我们不能闭关自守、闭门造车,要走出去,要请进来。只有用全球化的目光去认识问题,才能看到一个完全不同的世界。

再次,要从空天科技与社会相互关系的角度去观察。科学、技术与社会(Science,Technology and Society,STS)是一门研究科学、技术与社会相互关系的规律及其应用的学科。其宗旨是发挥科技的积极作用,克服科技的负面影响,使科技真正成为人类的福祉。在STS视野中,空天技术是一把双刃剑。它既可促进空天的商业化,为人类社会带来繁荣与进步;也必然会引起空天的军事化和武器化,使人类社会再度面临战争的威胁。

最后,不仅要扩大视野的空间尺度,还要扩大视野的时间尺度,这就是回顾历史和展望未来。对历史的回望,不仅可以揭示事物发展的因果关系,提供深刻的经验教训,而且有助于清醒地认识未来发展道路。

探索太空,既是为了扩大人类的活动空间,也是为了更好地保护人类赖以生存的地球。当前地球面临着严重的生态危机,沙尘、雾霾、核辐射、工业污染、资源过度消耗、物种加速灭绝等;此外,地球上还充斥着资源掠夺、恐怖活动、地区冲突和战争。如果不懂得珍惜自己的家园,人类怎么有资格踏上另一个星球呢?

“欲穷千里目,更上一层楼。”(王之涣《登鹳雀楼》)登高不仅能远望,还可呼吸新鲜空气,纯洁心灵。让我们敞开胸怀,在空天大视野中,自由地呼吸,尽情地思索吧!

2.航空与航天和而不同

人类从诞生那天起,就产生了对飞翔的向往。飞得更高、更快和更远,是人类不懈的追求。在实现飞翔梦想的过程中,人类不断探索自然奥秘并与其和谐相处的理想得到了最完美、最波澜壮阔的体现。

人类的飞翔,首先是脱离地面、飞向天空,然后是飞向太空。在这个过程中出现了“航空”和“航天”两个不同的概念。这两个概念既有相互联系,又有明显不同。

一般认为,距地球表面100km以下的空间是“空”,而距地球表面100km以上的空间就是“天”。这两者都是离开地球表面、向外延伸的空间。航空空间和航天空间之间是没有绝对的分界线和不可逾越的屏障的,空与天是一个无缝衔接的整体。而且飞离地球至外层空间或由外层空间返回地球表面的飞行器,都必须穿越大气层。当然,外层空间也可影响地球表面的陆地和海洋,但是它们并不直接相连。从空间的概念来说,它们不可能成为一体,而只有航空空间才可能与外层空间真正融为一体。就空间概念来说,近年来出现了“近太空”一词。“近太空”高度在20km~100km,这一高度处于一般飞机的最大飞行高度和轨道卫星的最小运行高度之间。

正确区分航空与航天的应该是“速度”。在理想情况下,从地球表面发射航天器,达到环绕地球、脱离地球和飞出太阳系的目的所需要的最小速度,分别称为第一、第二和第三宇宙速度。人们在早期探索航天途径时,为了估计克服地球引力、太阳引力所需的最小能量,引入了这三个宇宙速度的概念。理想情况是指地球是一个质量均匀的圆球,周围也没有大气。此时,航天器能环绕地球运动的最低轨道就是半径与地球半径相同的圆轨道。在这个轨道上运行的航天器具有的速度是第一宇宙速度,约为7.9km/s。航天器在达到第一宇宙速度以后,不需要动力就可以环绕地球运动,此时航天器就成为环绕地球运动的人造卫星。理想情况下,航天器脱离地球所需的最小速度是第二宇宙速度。它的大小为11.2km/s,是第一宇宙速度的2倍。航天器达到第二宇宙速度后,就能沿着一条抛物线轨道脱离地球。航天器飞出太阳系所需的相对于地心的最小速度称为第三宇宙速度。它的大小为16.6km/s。

按速度划分,只有速度大于第一宇宙速度的飞行才能称为航天飞行。要达到这样高的速度,采用航空飞行器常用的吸气式发动机是很难实现的,至少直到今天还没有实现。因此,航天飞行器一开始就采用了自带氧化剂的火箭发动机,走了一条和航空完全不同的道路。航天飞行器在达到第一宇宙速度后,它的运动方式也和航空飞行器完全不同,它已经不能像航空飞行器那样“自由”飞行了,它一般要沿设定的轨道飞行,改变轨道要消耗大量燃料。改变轨道高度相对容易一些,要较大幅度地改变轨道倾角,显然就很不容易了。

当飞行器速度超过航空飞行器的常规飞行速度,但达不到第一宇宙速度时,它可以飞到超过100km的空间,但仍然不能“入轨”,人们称这样的飞行为“亚轨道”飞行。它和前述“近太空”一样,处于航空和航天的搭接地带。

“和而不同”是典型的中国古代哲学智慧。《论语·子路》指出:“君子和而不同,小人同而不和。”这是指在为人处世方面,应该既坚持原则又不排斥不同意见,在相互争论中才能达成共识。在中国古代,“和而不同”也是处理不同学术思想派别、不同文化之间关系的重要原则,是学术文化发展的动力、途径和基本规律。“和”即统一、和谐,它是抽象的、内在的;“不同”是具体的、外在的。容“不同”,才能达到“和”的境界。由“和而不同”的哲学方法出发,才能真正理解“航空”和“航天”的一体化。

3.空天技术大融合

人类在空天方面的辉煌成就,使空天领域成为20世纪人类认识和改造自然进程中最活跃、最有影响力的科学技术领域,也是人类文明高度发展的重要标志。作为伟大的人类工程,空天领域取得的成就,是20世纪科学技术飞速进步,社会生产力突飞猛进的结果。展望空天技术的未来发展趋势,不难发现,原来交集较少的航空技术和航天技术正在高度融合。

首先,空天技术的大融合,来自需求的融合。传统航空技术的主要研究对象,是飞行高度小于20km、飞行Ma数(马赫数)小于3的飞行器。传统航天技术的主要研究对象是飞行高度大于100km、沿固定的地球轨道飞行的飞行器。由此可见,飞行高度大于20 km而小于100km的区域,也就是“近太空”区域或亚轨道区,是两种技术之间的空白。近年来,无论是军事侦察、对地攻击等军用技术,还是太空旅游,都要求研制近太空飞行器和亚轨道飞行器。此外,从更方便、更安全、更便宜地进入太空,以及实现太空对地精确打击的角度出发,对航天飞行器的上升段和返回段实现机动的要求也日益迫切。综合这些因素,研制亚轨道飞行器和近太空飞行器(包括有制导系统的高空飞艇)及先进的天地往返运输系统,已经提到航空技术和航天技术发展的日程上。研制飞行器过程中遇到的一些关键技术,既非传统的航空技术,也非传统的航天技术。例如,在上升段要求飞行器能够水平起飞,能像飞机一样运行,在较大的高度飞行时能够使用高超声速吸气式发动机,继续利用大气层中的氧气;利用浮力或联合利用浮力和升力进入近太空;在返回大气层后,能够利用很高的升阻比,做更大范围的机动飞行,最后又能像飞机那样安全着陆等。为了满足上述这些要求,必须大力促进航空技术和航天技术的融合。

现代信息化战争,要求综合太空平台和航空平台在获取信息方面的各自优势。太空平台侧重于大范围、大纵深的战略信息,但目前它对目标的重访周期较长,对于时间因素十分关键的目标的监视和侦察,还存在较大的困难。一方面,航空平台具有灵活机动、侦察高度较小等优点,能够获取有关目标更及时、更准确的信息。因此,战场指挥员只有把空、天获取的信息进行对比、评估、融合,才能准确把握战场的动态。另一方面,必须采用数据链技术,将太空平台和航空平台有效连接起来,大大缩短“观察(Observe)、判断(Orient)、决策(Decide)、行动(Act)”(OODA回路)的作战过程。由此可见,信息化战争的迫切需求,必将促进空天技术的融合。

其次,空天技术的融合是科学技术发展的必然趋势。科学技术发展到今天,一方面是高度分化,新学科、新技术不断产生;另一方面是学科和专业技术的不断融合。科学技术在继续分化的同时,将更多地呈现交叉和综合的趋势,不断涌现出众多交叉学科和综合技术。空天技术的融合和一体化,就是这种现代科学技术发展一般规律的典型表现。无疑,由于航空技术和航天技术都是综合性技术,它们的融合不仅将促进各自领域中的原始技术创新,而且将大大促进集成创新,从而催生出一大批新一代的航空航天飞行器和新的综合集成技术。进一步,在空天飞行器的集成过程中,航空技术和航天技术将从简单的组合,发展到完全的融合。例如航空航天飞行器的发展,可以将航空领域中的冲压发动机和航天领域中的火箭发动机简单地组合起来,这种发动机的叠加是一种技术之间的横向运动。进一步,冲压发动机和火箭发动机可以完全一体化,从而使发动机的性能大大提高,实现在技术上的纵向运动。

现代科学技术发展的内在规律有明显的相干性和发展的不平衡性。从某种意义上来说,它们是推动技术发展的内在动力。实际上,技术世界是一个以人类需求为目的和核心的复杂网络结构。在技术世界的建构过程中,围绕人类众多的目标,形成了多个技术族系。这些技术族系的一端与需求相连,另一端与科学、经验、认识等领域相接。航空技术和航天技术同属于运输技术族系,而且属于它下面非常接近的子技术族系。另外,它们虽然各自包含大量的子技术,但其中有许多是共性技术。由于航空和航天服务对象的环境有所不同,这些技术在具体的航空和航天应用中将有所不同,但这些共性技术的基础却是完全相同的。这些共性技术可以分成飞行器技术和信息技术两大类。由于这两大类技术都表现出空天一体的发展趋势,从而促进了整个空天技术的一体化。

空天技术的融合,必然推动空天一体化。技术的融合必将促进飞行器的融合,从而促进战场和力量的融合。

4.空天一体与新军事变革

20世纪90年代初海湾战争结束以后,美国及世界战略学界开始进行关于新军事变革(Revolution in Military Affairs,RMA)的研究。新军事变革的实质,是工业时代以来建立起来的现行机械化军事体系,向未来信息化军事体系的整体转型。变革的内容,涉及技术、体制编制和军事理论等各个环节。在这场以信息化为核心的新军事变革中,太空是未来军事斗争的战略制高点。谁控制了太空,谁就控制了地球,这就使战争向海、陆、空、天、赛博(Cyber)的多维空间发展。“空天一体”把地球大气层内外的空间,看成一个无缝衔接的整体。在军事家的眼中,它就是个一体化的战场。因此,空天一体化,既是新军事变革的重要内容,又是新军事变革的必然结果。

目前,在大国的空军中,只有美国空军真正实现了“空天一体”。早在1959年,美国空军条令中首次以“航空航天力量”代替“航空力量”,把地球表面以上的整个空间称为“航空航天空间”,并视为空军的作战环境。在这之后,美国空军制订的各项基本文件中,几乎都使用了“空天(Aerospace)”一词。美国“三位一体”战略核力量中的地对地洲际导弹部队、战略轰炸机部队都属于空军,只有战略核潜艇部队属于海军。1985年美国空军成立了航天司令部,虽然美国陆军和海军也均设有航天司令部,但空军航天司令部同时也是美军航天司令部。美国军用卫星,除侦察卫星由美国国家侦察办公室(NRO)管辖外,其余都归属美国空军。俄罗斯继承了苏联的军队编制,其战略火箭军独立于空军。1997年11月,俄将原直属国防部的军事航天力量与原防空军的导弹太空防御兵并入战略火箭军。次年,又将原空军和防空军合并,组成新空军。由此,导弹太空防御部队和国土防空军分别属战略火箭军和空军。为改进国家空天一体化防御能力,2001年6月,俄罗斯又把军事航天力量和导弹太空防御兵从战略火箭军中分离出来,组建了航天兵。2011年12月1日,俄军在航天兵的基础上,合并空军的空天防御战略战役司令部,又组建了空天防御兵,进一步推进空天大融合。从俄罗斯空天一体化的进程来看,反复较多,为别国整合空天力量提供了经验教训。

为了迎接新军事变革,中国空军对空天一体化进行了长期的研究。2009年,在解放军空军成立60周年前夕,时任空军司令员的许其亮向媒体透露,随着航空力量与航天力量逐渐融合,“空天一体”作战正成为军事强国发动战争的基本手段。他指出,控制了空天,就控制了地面和海洋,就掌握了战略主动权。由此,中国空军确立了“空天一体、攻防兼备”的战略。

我国的军队体制编制不同于美国,较接近于俄罗斯,二炮也独立于空军之外。由于我国航天器的研制、发射、运行和使用的管理部门众多,要整合航空航天力量可能比俄罗斯更为复杂。我国有些军事专家建议成立联合作战司令部,这也许是一种可行的办法。

2014年4月14日上午9时15分许,中央军委主席习近平来到空军机关指挥楼,通过视频听取了空军航空兵某师有关马航失联客机搜寻工作情况汇报。习近平接见了空军机关副师职以上领导干部,发表了重要讲话。在讲话中,习近平强调要紧紧围绕党在新形势下的强军目标,全面加强部队革命化、现代化、正规化建设,加快建设一支空天一体、攻防兼备的强大人民空军,为实现中国梦、强军梦提供坚强力量支撑。

在这次马航客机搜寻工作中,我国出动了多种飞机和多艘军舰,并动用了20多颗卫星,进行了一次空天海一体化的大演习。对于卫星来说,虽然达到了演练的目的,但搜寻的效果却不甚理想。这既表明我国卫星科技水平和美国有一定的差距,同时也暴露出我国的卫星应用系统缺乏总体协调力量。在此背景之下,习主席视察空军指挥中心,并肯定了“空天一体、攻防兼备”的空军战略,充分显示了面对当前十分复杂的国际形势和类似马航飞机失联这样的突发事件,加速我国的空天一体化,已经刻不容缓了。

5.从制空权到制天权

人类社会进入21世纪,科学技术达到了前所未有的高度,其在战争中的应用也越来越深入和广泛。而现代战争的作战样式、战争进程和以往的战争相比有着越来越显著的差别和重大发展。现代战争已逐渐摒弃单纯的地面进攻模式,转为陆、海、空、天、赛博等多维空间的对抗,而太空是现代战争的终极高地。相应地在军事学说中,出现了所谓多种“制权”理论,即指交战一方在一定时间内对多种空间的控制权。

1909年,意大利著名军事家G.杜黑首先提出了“制空权”理论。他在1921年、1927年出版的《制空权》一书中,系统地阐述了制权理论。1909年,军用飞机刚刚投入使用,杜黑就敏锐地预见到“天空即将成为战场”。通过分析飞机在第一次世界大战中的作用,他率先提出了“空中势力论”。杜黑认为,任何战争样式都取决于当时的战争技术手段。飞机由于可以在三度空间中自由飞行,因而在行动和方向上享有充分的自由;飞机由于不受地面障碍约束并具有极高的速度,将是一种出色的进攻性武器,因而能够自由选择攻击点并能调动最大的打击力量,使敌军没有时间调动援军加以对付。他认为,陆上力量的使用只限于地面,海上力量的使用只限于海面,而空中力量不仅可制陆、制海,还可制空。虽然这种理论在某种程度上夸大了制空权的作用,认为夺取了制空权,就有剥夺敌人生存的可能,就可取得战争的胜利,但是可以肯定一点,那就是制空权在现代战争中,将起着举足轻重的作用。

制空权理论对其后空中力量的发展和战争形态产生了深刻的影响,如建立和发展了独立于陆、海军之外的空军军种,空中战场的出现及其引起的战争形态和作战样式的变革。后来,苏联军队把制空权解释为交战国一方的航空兵,在战区空间或重要的方向上取得的超过对方的决定性优势。美军则直接使用“空中优势”的概念,其实也就是“制空权”。在空中作战中,一方军队对另一方取得的控制程度,使前者及其有关的陆、海、空军部队在一定时间和地域内能够进行战斗活动而不受对方的严重干扰。目前,“制空权”理论已经用于实践,过去战争中夺取制空权的方法基本有三种,即以突击对方机场为目的的空中进攻战役,空战和空中会战,压制敌人的地面防空系统。

第二次世界大战以后至20世纪80年代初,美、苏之间的军备竞赛已经从陆地、海洋、空中扩展到外层空间。1983年3月,美国总统里根正式对外公布了“高边疆战略”。这个战略就是关于美国未来在军事、经济和科学诸方面综合开发和利用宇宙空间的多维空间的战略。它的核心思想是建立太空武器系统,即所谓“星球大战”计划(又称战略防御计划),建立多层次、大纵深防御体系,把太空辟为除海、陆、空之外的第四战略领域,以取得对苏联的军事战略优势。针对美国咄咄逼人的高边疆战略,苏联积极采取对策,发展能够突破美国战略防御系统的进攻性战略武器系统,并着手研制自己的战略防御系统。美、苏在太空领域的争夺以及其他军事强国的迅速跟进,使外层空间很快成为陆、海、空战场之外的第四战场。

航天技术广泛应用于军事领域,导致军用卫星和天战兵器的大发展。对外层空间的争夺导致有关制空权的斗争向外层空间拓展。近几场高技术局部战争表明,运转于外层空间的具有军事功能的航天器,如航天侦察、预警、通信、导航卫星等,已经直接进入了战场的角逐,并对空中、地面、海上作战起到了支援保障作用,可以说对赢得战争的胜利产生了重要影响。

对外层空间的军事争夺催生了一个新的军种——天军。美国建立了航天司令部。俄罗斯组建了航天部队。法国、英国等国家也相继调整本国军事力量,为控制外层空间做准备。人类的战场从陆地、海洋、空中延伸到太空。要赢得战争不仅要争夺制海权、制空权,而且要争夺制天权。在未来战场上,第二次世界大战中的飞机和战舰群间的大规模混战,将被卫星监控下的远程精确打击和导弹拦截所代替。在未来战争中,要想取得战争的胜利,关键取决于该国控制外层空间的能力及由此形成的作战能力。

“制天权”就是保护己方的航天能力,同时剥夺敌方的航天能力。具体而言,“制天权”是指进入、阻止进入和利用地球大气层外区域的综合能力,是一个国家在太空所拥有的控制能力,它反映了这个国家太空实力的强弱及其在太空行动的自由度。“制天权”的核心就是通过控制太空来控制地球。但这种对太空的占据,不同于对地球表面的占据,即不是强行划出界限而不让他方占据,而是通过一定的手段使他方无力或无法占据。夺得制天权绝不仅仅是军事上胜败之意义,而是涉及在科技、经济、政治、文化诸方面的影响力。

6.回眸航空商业化

从1911年起就有人尝试用飞机开展运输和邮递服务。第一次世界大战后,剩余军用飞机很多,又有大批飞行员退役。德国战败后采用举办民用航空运输的手段,保存技术力量,继续发展航空工业。德国首先在1919年2月建立了国内航线;同年8月25日,英、法建立了国际定期空中客运航线,不久就形成了航空运输网。航线上使用的飞机是经过改装的轰炸机。1919年6月25日,德国容克斯公司专门设计和制造出全金属下单翼民航机F-13。机上装有一台136kW(185马力)的活塞发动机,可载乘客4人和空勤人员2人。1920年,英国汉德利-佩奇公司制造了能载12名乘客的双发动机旅客机。1922年,改成装罗耳斯-罗伊斯公司265kW(360马力)发动机的旅客机,投入伦敦-巴黎-布鲁塞尔航线。随着空运业务的扩大,又制造出几种3发动机的旅客机,如美国的福特4-AT(1926)、波音80A(1928),德国的容克斯Ju-52(1932)。

速度、安全性和舒适性是旅客机的三项重要指标。20世纪30年代为提高飞行速度,旅客机采用了流线型的空气动力外形,提高了客舱内部的舒适性。首先体现这些特点的是1931年波音公司在B-9轰炸机的基础上,研制了波音247,这是第一架现代民航机。它具有全金属结构和流线型外形,起落架可以收放,采用下单翼结构。飞机的巡航速度为248km/h,航程776km,载客10人。不久之后,道格拉斯公司设计出性能更优越的DC-1、DC-2和DC-3旅客机,于1935年12月17日首次飞行,可载21人、28人和36人。它们装有880kW(1200马力)的星型气冷活塞发动机两台,巡航速度为290km/h,航程2415km。DC-3具有现代旅客机的主要特征──全金属结构、光滑金属蒙皮、收放式起落架、张臂式单翼、带整流罩的多台大功率活塞发动机、变距恒速螺旋桨。

从上述对航空商业化的简单回顾中,可得到以下启发。

①航空军事化和商业化相互促进。由于第一次世界大战,航空技术首先在军事方面得到了广泛的应用。飞机起初用于侦察和照相。1914年8月22日,协约国的飞机在比利时前线进行了第一次侦察,从而发展了侦察机。侦察机在空中相遇时,飞行员常用手枪射击,于是产生了“控制天空”、驱逐敌机的需要,出现了驱逐机(后称为歼击机)。第一次世界大战肯定了飞机在军事上的作用,出现了执行不同军事任务的飞机机种。战争由平面向立体转化。到第一次世界大战结束时,飞机的飞行性能已有显著的提高。飞机的研究、设计、制造和驾驶有了明确的分工。航空已从个人活动发展到有组织的集体活动。这一切都为第一次世界大战后民用飞机的蓬勃发展奠定了基础。

反之,在两次世界大战间歇中发展起来的民用飞机又在第二次世界大战中改为军用。由于DC-3性能比之前的飞机更稳定,运作成本更低,维修与保养容易,因此在第二次世界大战爆发时,DC-3被盟军征召为军机作战,军用DC-3被称为C-47。而作战期间对运输机需求大增,C-47被大量生产,曾执行过的任务多不胜数,其中包括执行中国战场任务的驼峰航线。C-47亦被视为盟军取胜的功臣之一。战后,大量退役的C-47由军用转民用,各中小航空公司皆引进这些DC-3以开拓业务及创业,这些以退役物资形式出售的二手C-47价廉物美,成为各航空公司的旗舰机种。

②市场的需求是航空商业化的动力。随着民航运输业巨大需求的出现和航空科技的不断进步,20世纪30年代,现代民航客机终于出现。美国的波音247正是第一架真正意义上的现代客机。从1929年到1933年,全世界建立了一百多条客运航线,但这些航线的平均寿命只有一年左右。原因是没有适用的飞机。当时,飞机载客量都很小,运输成本高,单纯经营客运的公司都亏损严重,所以欧洲和美国政府都对民航业进行财政补贴。同时,各航空公司的飞机仍以木质飞机为主,价格虽然便宜,但安全性能很差,空难时有发生。此时,新型全金属客机的问世成为航空客运发展的关键。飞机技术必须向大载客量、高速度和更舒适的方向发展。

波音公司研制的波音247投入市场后大获成功。它的第一个订单就是60架。当波音公司无法满足要求时,当时规模还很小的道格拉斯公司抓住了机会,推出了DC-3。由于DC-3的座位比波音247多得多,大大降低了飞行成本。另外,DC-3只要在中途加一次油便能飞越美国东西岸,并首次在飞机上出现了空中厨房。由此,DC-3成为航空公司首次能赚钱的飞机,为商业飞行带来了革命性的突破。

③从事故中吸取教训,推动技术进步。1931年3月31日,美国泛大陆和西部航空599号班机在堪萨斯州蔡斯城附近坠毁,包括2名机组人员在内的8人遇难,特别是遇难者中有一名当时在美国名气很大的橄榄球教练,从而影响很大。这次空难中使用的飞机是福克(Fokker)型的木质飞机,从而促使各航空公司转向使用全金属的客机。

7.迎接空天经济时代

航天技术已经发展了几十年,几十年来全球发射到太空轨道上的航天器有4000多个,航天技术正在以各种方式深刻地影响着人们的生活。航天领域的发展已经从最初以进入太空、探索宇宙、保障国家安全为主要目的,转向更为注重应用航天技术来推动经济、社会发展,让探索太空与服务大众越来越紧密地结合在一起。

2007年9月17日,时任美国航天局(NASA)局长的迈克尔·格里芬,在纪念NASA成立50周年发表的演讲中,首先提出了“太空经济”的概念。他说:“NASA打开了新的前沿和创造了新的机遇,因为这是一个创新的关键动力。我们不只是创造新的就业机会,我们也创建全新的市场和先前并不存在的经济增长可能性。这就是新兴的太空经济(Space Economy),一个以我们尚未理解或赏识的方式来改变我们在地球上的生活的经济。这不是一个在太空的经济,实际上还没有。不过从我们努力探索、理解和利用这种新媒介的过程中,太空活动所创建的在地球上获益的产品和市场,已经产生了实际效益。”

他接着说,“太空经济”包括广播和电视的卫星通信、远程医学、点对点的GPS导航、气象和气候监测、天基的国家安全资产等。太空经济也包括刚刚出现的太空旅游以及发展中的太空后勤服务,这将使航天运输转型成一个可行的重要的太空商业。

由此可见,太空经济就是在探索和开发太空的各种活动中所创造的产品、服务和市场等。它一方面包括与卫星发射相关的运载火箭和卫星制造、地面设备制造等;另一方面包括各种太空活动及其创造的产品和服务等,如卫星通信和电视、卫星导航定位、卫星气象监测、卫星遥感等。因此,太空经济涵盖了多个领域,其中包括已经开始起步的太空旅游等。

那么,太空经济究竟发展到什么程度了?我们用数据来回答。根据美国航天基金会发布的《2014年航天报告》,2013年全球航天经济总量达到了创纪录的3141.7亿美元,与2012年的3043.1亿美元相比增长了4%,比2006年的2000亿美元增长了57%,与近年来世界经济增长低迷的形势相比,已是很好的成绩。

其中全球的航天收入中来自商业部分的贡献达到3/4,各领域的商业需求十分旺盛。这说明太空活动引领的太空经济现在已经发展到相当水平。根据美国卫星产业协会(SIA)发表的《2014年卫星产业状况报告》的统计,2013年航天产业的总收入为3200亿美元(与上述另一家的统计数据十分接近),其中卫星应用产业的总收入为1952亿美元,在整个航天产业中所占份额达到60%。从2004年到2014年的10年中,卫星产业收入的平均年增长率为11%,而10年中卫星产业的收入增长了近3倍。这份报告将卫星产业分为4个组成部分,包括卫星服务(也就是卫星应用)、卫星制造、发射服务和地面设备制造。由数据可见,卫星服务的收入占卫星产业总收入的61%。

此外,太空经济总量在世界经济中的比重并不高。2013年全球电信产业的收入为50000亿美元,同比增长5%;而2013年卫星产业的收入只有电信产业收入的4%,同比增长只有3%。2011年全球航天经济总量为2853.3亿美元,2012年的增速为6.7%,而2013年的增速有所放缓。

总之,太空经济在世界经济中的比重仍停留在较低水平。虽然保持逐年增长的趋势,但增速并不高。究其原因,太空经济的发展遭遇航天运输费用居高不下的瓶颈,正如格里芬在上述演讲中所言:“进入太空时代50年,探索和利用我们的太阳系最大的障碍是非常高的太空运输成本。政府的努力没有解决这个问题。”

为了繁荣太空经济,必须创建新的、低成本的商业太空发射能力。为此,不仅要促进航空航天技术的融合,还要扩展已经成熟的航空商业模式,如发展太空和近太空旅游业,将太空经济和航空经济整合起来,迎接真正的空天经济的到来。