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台灣發展火箭情況透視
華夏經緯網   2016-04-22 13:32:57   
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    2016年1月31日,台灣交通大學研究團隊成功發射一枚AP-PL-9C雙節小火箭,讓參試人員大為振奮。在此之前,蔡英文表態執政後持續研發無人飛行載具,吸引不少眼球。台灣的火箭技術到底怎麼樣,有什麼目的用途和下一步計劃等等,讓我們帶著這些疑問,全面透視台灣火箭的發展情況。

    一、 台灣發展火箭的歷程

    臺當局對火箭技術早有野心,在1972年就開始研製成功射程100公里的運載工具。隨後,“中山科學院”也帶著軍事目的加入火箭技術開發,希望借此發展彈道導彈、衛星發射等技術能力。80年代初,台灣啟動“天馬計劃”,著力發展投射1000公里以上的載體,80年代末轉而研發運送人造衛星的運載火箭,經過10年努力,研製出初級探空火箭。1988年,“行政院原子能委員會”研究人員張憲義逃離台灣,將諸多台灣核武研發機密資料轉交美國政府,並指正台灣核武已接近完成階段,台灣的運載火箭、彈道導彈研發遭到國際組織和美國強行終止。上世紀末,台灣通過島內外學術機構合作、“中山科學院”幕後參與的方式,重啟探空火箭計劃。因該計劃從最初的民用逐漸轉向軍事目的,初期頻繁參與的國際學術機構越來越不願插足其中。這意味著,台灣發展火箭技術,要從“外援路線”轉變為“自力更生”。

    1997年,台灣“國家太空中心”主導正式開啟探空火箭計劃(HTTP系列火箭)。1998年,台灣首次發射“探空一號”,該火箭長4至5米,直徑30至40釐米,有四片尾翼,使用固態燃料,此次試飛沒有搭載科學酬載,測試到的溫度與振動資料達到測試目標。2001年,“探空二號”發射,因第二節未能依照預設指令點火而失去上升推力,火箭未達預定高度而提早落海,試驗失敗。2003年,“探空三號”發射升空,當局以相同的酬載驗證“探空二號”失敗原因,火箭順利發射到269千米高空,8分鐘後降落在離發射點142千米遠、東北方向的太平洋,飛行時間515秒,順利實施試驗內容,這也是台灣有史以來首次完成太空觀測任務的探空火箭。2004年,或許是收到大陸成功發射“神舟五號”載人飛船的刺激,在連續成功發射3次後,台灣當局啟動了第二期探空火箭計劃,並列入重點發展項目。計劃從2004年到2009年發射10-15枚探空火箭,以獲得各項技術參數。從1998年啟動探空火箭計劃至今,台灣共發射10枚探空火箭,其中9次成功,1次失敗。

    此外,台灣“學術機構”也在積極參與火箭研究,前瞻火箭研究中心從2008年開始APPL系列火箭試驗,目前共進行23次,5次成功,18次失敗。成功大學近期成功發射的“成大Ⅲ型混合火箭”,據稱獲得多項成果。由於臺軍方時常將一些重要研製人員挂名到“行政院”的“太空計劃室”和“經濟部”下屬的科研中心,並且利用島內大學所屬的航太工程研究所等民用科研機構做掩護,所以台灣當局很可能是這些“學術機構”的“幕後老闆”。

    二、 台灣火箭技術現狀及下一步計劃

    從“探空一號”到七號,台灣探空火箭的箭體均是由“天弓二型”導彈改造而成。這種台灣自製的防空導彈,去除戰鬥部、導引頭後,就變成了可攜帶150公斤有效載荷、達到300公里高度的探空火箭。雖然天弓導彈的發動機已經是台灣最好的固體火箭發動機,但推力離彈道導彈的要求還差很遠。從“探空八號”開始,當局採用新研製的火箭發射,但仍未解決大推力等技術難題。“探空十號”已于2014年10月成功發射,目前正進行“探空十一號”先期研究工作。當局希望通過不斷發射探空火箭,探索多級火箭技術、彈道飛行數據以及火箭姿態控制和返回等技術。在這些關鍵技術完成積累後,把探空火箭升級到發射衛星的運載火箭,最終完成彈道導彈的研發。

    HTTP系列火箭的亮點在於燃料設計,它採用混合式燃料作為動力來源,具有成本低、安全性高、系統簡單、可多次點火調整火箭速度等優點。最近試射成功的APPL-9C雙節小火箭,確定雙節小火箭的脫節系統、第二節點火系統等已邁入成熟階段。成功大學在“成大Ⅲ型混合火箭”成功發佈會上稱突破了重要關鍵技術,達到了9.11公里的高度和16.39公里的射程,“進入可實用階段”。

    臺當局研發運載火箭,階段目標是發射微型衛星,最終目標是發展彈道導彈。按照其第二期太空計劃安排,“中研院”應于2013年前後相繼完成用小型衛星運載火箭發射第一枚30公斤小型衛星至500公里任務軌道,再以小型衛星運載火箭發射50公斤自製小衛星至500公里任務軌道。這項計劃先期進展緩慢,目前沒有完成的相關報道。蔡英文曾表示執政後將推動“國防加值策略”,航太、航艦、資安三大產業是“國防”產業的核心,如何具體實施目前還是未知數。

    三、 臺研發探空火箭的軍事用途

    台灣當局的探空火箭計劃除提高航太科技水準外,還有佈局未來軍事航太的態勢,具體地說可分為以下兩個方面:

    一是探空火箭可用於發射軍用衛星。眾所週知,衛星是靠火箭送上太空軌道的,沒有成熟的運載火箭技術,再先進的衛星也無法發揮作用。在火箭技術平臺的基礎上發展衛星技術也是國際一貫做法。以色列在1988年曾用“沙維特”火箭成功發射“地平線-1”偵察衛星。台灣的情況和以色列類似,採用“軍民通用”方式發展火箭技術,既能整合軍民資源,還能減少當局負擔。因此,倘若台灣順利開發小型衛星運載火箭,並成功將自製小型衛星送入軌道,就會提升軍事偵察、通訊和電子戰的能力。

    二是為發展彈道導彈奠定基礎。由於中遠程彈道導彈屬於高敏感性武器,國際上有“反彈道導彈條約”對此嚴格管制,對於台灣來說,發展探空火箭就是研發彈道導彈的“明修棧道,暗度陳倉”。在內行看來,小型衛星運載火箭和彈道導彈可謂“一體兩面”,就像某些車輛的民用版和軍用版一樣。比如小型衛星運載火箭有方面儲存及運送、操作簡單、發射成本低、能快速進入太空等優點,而這些優點也可在彈道導彈上體現出來,甚至是構成彈道導彈強大突防能力的要素。

    四、 難以跨過的三道門檻

    具體來說,台灣發展火箭技術收到國際環境、經濟實力與技術不足等多個因素制約。

    (一) 國際環境制約

    國際《反彈道導彈擴散國際行為準則》對發展空間運載火箭有提高透明度、增強信任、促進彈道導彈技術不擴散等規定,超出這些內容,國際導彈管制條約組織就會出面干預。正如台灣當局曾秘密發展衛星發射載具,後因“張憲義事件”遭到國際組織和美國的反對而被迫終止。現在,台灣又試圖發展衛星發射載具,儘管國際環境有些變化,當局也將某些敏感技術賦予“民間學術團體”實施,學界與媒體一直任務,國際彈道管制條約組織肯定會予以過問,甚至阻攔。此外,美國對台灣發展太空技術格外“關心”,時刻跟蹤技術進展情況,“指導”發展走向,並根據美方利益決定對策。更重要的是,台灣有意借研發探空火箭來發展軍事用途的衛星和彈道導彈,對中國的統一與安全乃至地區穩定都構成了威脅,大陸和國際社會不可能對此坐視不理。

    (二) 研發經費和科研人員不足

    儘管台灣地區的人均收入位於世界前列,但因總體規模不大,其經濟實力比起大國來說相對弱小。而發展太空科技,包括探空火箭、衛星、彈道導彈等,都屬於尖端技術,財力、人力與物力投入都十分龐大,台灣有限的財政開支難以滿足航太工業的巨大需求。近年來,收到全球經濟下行的影響,“淺碟形”的台灣經濟一蹶不振,財政收入減少,軍火採購與社會福利開支卻大幅增加,台灣當局在太空科技上很難有更多的投入。針對蔡英文“從2016年2020年提升台灣在航太以及造艦等方面的軍事能力”等表態,有台灣學者表示,以台灣當局近年來捉襟見肘的財政狀況,要實現蔡英文這份囊括海陸空天的瘋狂計劃,幾乎是不可能的任務。美國智庫“戰略評估中心”曾表示,以現在台灣的基本技術,進行大規模自主項目研發,資金及技術風險都太大。島內相關學術機構也坦承經費是最大的問題,前瞻火箭研究中心相關人員稱現有“政府”計劃經費已花盡,為了解決經費困難,團隊轉向民間募集甚至在網路上募集資金等等。

    此外,科研人員數量不足和能力落後也是突出問題。科研人員主要集中在其“中科院”下設的航空工程、火箭導彈、電子通訊和化學4個研究所,約1.1萬人,這些人員對航太系統工程來說遠遠不足。由於國際制約、經費欠缺、依賴外援等原因,當局在航太方面相關配套設施落後,自主研發能力薄弱,研究品質與成果也難讓當局滿意。

    (三) 技術存在缺陷

    從技術條件來說,火箭是集大成的專題研究,一枚探空火箭需要航電系統、感測系統、通訊系統、火箭結構、火箭構型、回收系統相互搭配,加上關鍵的燃燒推進系統。火箭的重心、材質、起飛後的飛行姿態、儀器通訊、何時開傘、降落,每個要求都得納進火箭設計的考慮,也需要精準掌握環境條件。火箭組裝前,各環節系統須經測試、預演等一連串複雜的準備步驟,稍微疏忽都有可能是致命傷。台灣的火箭技術雖然起步較早,目前仍處於初級水準,至今還沒有送衛星入軌的火箭載具技術。無論是探空系列火箭,還是APPL、成大混合系列火箭,均屬於測試某項技術的小火箭。技術既不成熟,也沒有較大載重能力,離運載火箭的要求還有不小的差距。況且,從小火箭到大火箭,並不是只要將火箭各結構等比例放大即可,還要增加結構的強度、耐熱度等,而火箭的零組件是牽一髮動全身的系統工程,修改一處,模擬、試算工作就得再來一遍。所有這些技術要求,都決定著台灣的火箭技術研究還有一段較長的路要走。

    綜上所述,受限于種種因素,台灣當局發展探空火箭的意圖不會心想事成。

 

責任編輯:左秋子

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