文/徐宗芝
“一帶一路”倡議順應并推動經(jīng)濟社會全球化的時代浪潮。在經(jīng)貿(mào)往來和人文交流等發(fā)展中,要求人流、物流和信息流,能高度快速有效地全球互聯(lián)互通,這對交通運輸和信息通信技術提出了更高要求。
作為軟聯(lián)通的信息流網(wǎng)絡,由于通信技術的飛速發(fā)展,可將大容量信息以光的速度通過全球互聯(lián)網(wǎng)傳播,使諾大的地球縮小為一個地球村。
天涯成比鄰,世界正被帶入手機之中。而以交通運輸網(wǎng)絡連貫的人流物流硬聯(lián)通,則與之呈現(xiàn)明顯反差。
以電子商務為例,利用手機通過信息流,可以分、秒計完成全球的購物活動。但貨物到手,則隨距離的不同,可能需要數(shù)小時,數(shù)日甚至數(shù)星期之久。物流速度慢,成為全球化電商的短板。
現(xiàn)有最快的民用客貨運輸為航空運輸,時速最大約1000公里的亞聲速?;谠摵剿俣ǖ奈覈悄芪锪鞴歉删W(wǎng)的使命,是全國24小時,全球72小時必達。從需求來看,當然是越快越好。不僅如馬云說的,“要讓挪威的三文魚早上捕完,晚上就能夠送到杭州”。而且還要讓紐約唐人街的華人,中午就能吃到早晨快遞來的桂林米粉。因此,速度和時效性僅受到科技條件的限制。
按航天學,第一宇宙速度(7.9公里/秒,或時速28000公里)是全球兩地間飛行速度的極限值。達到或超過該速度,運載器將會環(huán)繞地球運行,如人造衛(wèi)星等航天器;低于該速度才會以亞軌道跨越空天飛回地面,如洲際彈道導彈。因此,如果借鑒彈道導彈的飛行模式,則全球硬聯(lián)通速度的提高,將會有近30倍以下的潛力可待挖掘。也就是說,如果洲際導彈可在一小時內(nèi)攻擊到全球,那么,跨洲際的全球運輸,也可在一小時內(nèi)把貨物和人員運輸?shù)饺?。這是一項具有重大意義的科技創(chuàng)新工程。
然而,洲際導彈是依靠昂貴的多級火箭發(fā)射的一次性武器,民用的洲際運輸是承受不了的。為了實現(xiàn)快速、低成本、高效益的全球運輸,必須另辟蹊徑,尋找廉價高效的能源和動力裝置。
運用電能,以電磁力作為動力的電磁發(fā)射技術,將是代替化學能火箭發(fā)射的有效途徑。作為從各種一次能源轉(zhuǎn)換而來的優(yōu)質(zhì)二次能源,電能具有化學能無可比擬的可大功率傳輸,易于變化和控制且經(jīng)濟環(huán)保等優(yōu)點?;陔姶帕铀僭淼碾姶虐l(fā)射技術、用于電磁炮的研究已有上百年歷史了,近年來,更在一些大國競相研發(fā)。筆者認為,電磁發(fā)射技術用于民用彈道飛行運輸比用于電磁炮更能發(fā)揮其技術優(yōu)勢和潛力。因為在強大功率的提供和加速行程的保障等方面,所受限制較小,不像電磁炮受武器平臺機動性要求的嚴重制約。
電磁能與航空航天技術相結(jié)合,將大大提高飛行運輸效能,可開創(chuàng)一種新的快速,低成本和高效益的全球空天運輸方法和系統(tǒng)。
理論估算表明,電磁發(fā)射耗能成本遠低于火箭發(fā)射,例如發(fā)射一噸重的衛(wèi)星,僅需幾萬元的費用。而低于此費用,還可將同樣質(zhì)量的彈頭或運載器,沿亞軌道運送到萬里之外的地球另一端。這得益于不僅電能價廉,飛行軌道大部分處于可忽略阻力的近似真空的太空,而且發(fā)射的主要為有效載荷,不像火箭發(fā)射的絕大部分為一次性使用的非有效載荷。
在加速行程及峰值功率的保障方面,所估算的要求也都是可能達到的。
借鑒軍用彈道導彈的發(fā)射方式和技術,按發(fā)射點到目標的距離和方位,計算設計諸元并編程控制的方法,轉(zhuǎn)為民用電磁發(fā)射的飛行運輸,將是軍民融合的一項重大應用。在再入大氣層時,可采用滑翔飛行,以增大航程和落點精度。也可仿效多彈頭分導技術,通過精確導航制導和人工智能等技術,提高分別自動投送的能力。
電磁發(fā)射與現(xiàn)有航空航天飛行器動力的組合,還可有效發(fā)揮其互補優(yōu)勢。如用于飛機的起飛,可降低起飛成本和增加環(huán)保效益。為沖壓和超燃沖壓發(fā)動機提供所需的起始速度,實現(xiàn)超聲速或高超聲速的有效快速運輸。以及與火箭發(fā)動機組合,提高在近地亞軌道的飛行效能等。
隨著物流、人流硬聯(lián)通速度的突破和時效性的飛躍,全球?qū)⒊蔀橐蝗丈踔翑?shù)小時的交通經(jīng)濟生活圈。地球村不再冷冷清清,缺乏人氣,而變成有五光十色的街道,琳瑯滿目的商店和熙熙攘攘的行人,好一個繁華的地球市了。
從地球村到地球市,讓天下一家、世界大同的人類命運共同體夢想早日實現(xiàn)。