7月11日，维珍银河（Virgin Galactic）创始人理查德·布兰森与团队乘坐太空飞船进行了一次举世瞩目的太空飞行。
此次使用的亚轨道飞船“VSS Unity”由两名专业飞行员操作的“白骑士二号”运载升空。飞船与飞机脱离之后，借助自己的发动机进入亚轨道，在到达指定高度后逐渐减速降落，失重状态将持续约数分钟。
此次VSS Unity 船达到了约 85 公里的最大高度，让乘客可以体验失重并欣赏地球的曲率。值得注意的是，维珍银河的飞行高度并未达到距地表100公里的“卡门线”，而仅符合美国联邦航空管理局（FAA）规定的距地表80公里的“太空分界线”。
技术源流何在？
虽然维珍太空是英国企业，其技术却源自美国。从大型运输机下发射火箭或者实验飞机并不是新事物，但专门设计的多发大飞机来发射载人亚轨道载人飞船，是出自著名航空工程师和企业家伯特·鲁坦的手笔。
私人太空旅行一直是很多人的梦想，而伯特·鲁坦是一位以奇思妙想著称的工程师，微软联合创始人鲍勃·艾伦作为唯一出资人的资助下，私营公司的亚轨道飞行首次变为现实。
伯特·鲁坦设计的基本思路是建造双机身的喷气式飞机作为载体飞机，并将载人飞船挂载到双机身中间。载人飞船在平流层的高空中被释放，然后依靠自身动力飞向太空边沿，实现亚轨道飞行。
伯特·鲁坦的Scaled Composites公司建造的首架亚轨道飞行器被命名为“飞船一号”(SpaceShip-One)。2004年，“飞船一号”完成了数次高度超过100km的飞行，成为了第一架把普通人成功带到亚轨道空间的私人航空器。
华盛顿博物馆收藏的飞船一号 阎振宇摄影
如何低成本的进入太空？在如今大家所熟知的SpaceX的垂直回收的方式之前，鲍勃·艾伦投资的SpaceShip才是商业载人航天的翘楚，项目也赢得了2004年的“安萨里X奖”(Ansari X-Prize)的重奖。飞船被与其他传奇航空器一起悬挂在华盛顿航空博物馆的大厅。
布兰森后与伯特·鲁坦的Scaled Composites成立了新的合资公司，将其命名为“飞船公司”（The Spaceship Company ,TSC)，其中维珍集团占比70%，Scaled Composites占比30%。TSC公司作为研发运载飞机“白骑士二号”和“飞船二号”的主体。由于Scaled Composites后被诺斯洛普·格鲁曼公司收购，维珍收购了公司30%的股权，TSC成为维珍的全资子公司。
虽然“飞船一号”直径仅有1.5m，比此次执行飞行任务的“飞船二号”小得多，但“飞船一号”的技术奠定了现在飞船二号的基础。
飞船二号的客舱大体相当于湾流G550的空间。飞船二号比一般的亚轨道飞行器要轻巧的多。核心思路是设计两片减速机翼，打开时可以提供较高的阻力，可以在较高的高度上提前减速，从而不需要有传统的耐热防护层。
这个设计也与”飞船一号“一脉相承。
值得一提的是，鲍勃·艾伦与伯特·鲁坦成立的“平流层发射系统”公司在艾伦2018年逝世后也没有停止研发。2019年，配备六台PW4000的重型运载飞机实现了成功首飞，目前已在向全球推广其高空发射服务。这架飞机也比配备四台PW300的白骑士二号大的多。
谁是供应商？
白骑士二号与飞船二号是全复材结构的飞行器，主要机身结构是复材蜂窝芯夹层结构。
试验性飞机与飞船不可避免的有产量少、设计更改多的问题。公司需要成本更低、速度更快的方法建造飞船，并更灵活地应对变化。TSC公司采用了手工铺贴、真空袋成型和非热压罐固化(OOA)的基本制造工艺。
材料方面，TSC公司使用了美国索维尔公司制造的MTM45-1预浸布，而预浸料的纤维来自日本帝人公司的Tenax HTS40碳纤维。采用MTM45-1预浸布的主要优势之一就是适用于非热压罐制造。蜂窝芯是由Kordsa公司制造的芳纶Nomex航空级蜂窝芯，此种材料以耐腐蚀和防火性能良好而闻名，也较适合粘合工艺。
结构件由知名机体结构AASC公司和凯旋集团提供。
E-2D的雷达罩是AASC的产品 ©AASC
Applied Aerospace Aerostructure Corp, 业内常称为AASC，是一家以复合材料零部件制造为专长的企业，尤其是复材承力结构件、雷达罩、整流罩、复材油箱等。也是波音公司、洛克希德·马丁公司等多家企业的核心供应商。
动力方面，白骑士二号最大载荷有17吨，采用了4台加普惠公司的PW300系列发动机，单台推力30.69kN。这款加普惠的发动机畅销全球，也用于湾流G200，塞斯纳奖状与达索的猎鹰7X等机型。
无论如何，创始人亲自飞入太空对提升项目的信心至关重要。布兰森此举在与贝索斯的竞赛中抢先一步。虽然贝索斯的蓝色起源称，布兰森的飞船“并不是真正的宇宙飞船”，但布兰森与贝佐斯的目的本就不同，贝索斯更希望通过展示能力获得更多的政府和军方订单，布兰则森希望推广太空旅行业务。
作为成功的企业家，布兰森非常善于制造噱头，例如”飞船二号“2016 年2月完成时，就由斯蒂芬·霍金教授正式将命名为VSS Unity。虽然主要的商业模式是”太空观光“，但可以说，支撑此次亚轨道旅行的是美国的军工科技和产业链。
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飞船二号和白骑士二号
“飞船二号”是一种火箭动力的太空飞机，由母舰的机翼下发射。它使用一个混合火箭引擎将自己推升到太空边缘之外，为付费乘客提供几分钟的失重状态。
VSS Unity是维珍银河的第二艘“飞船二号”。上一艘飞船VSS Enterprise于2014年坠毁。那次飞行是从加利福尼亚州的莫哈韦航空航天港(Mojave Air and Space Port)起飞的，之后维珍银河将业务转移到了新墨西哥州。一项调查发现，在动力上升过程中，尾部意外移动到系绳位置，导致坠机。
“飞船二号”和母舰“白骑士二号”，是由伯特·鲁坦(Burt Rutan)和理查德·布兰森于2005年成立的太空船公司设计和建造的。伯特·鲁坦之前的公司Scaled Composites曾建造并运营“飞船一号”(SpaceShipOne)。
“飞船二号”的设计是搭载2名机组人员和6名乘客。在与“白骑士二号”分离后，它将使用其机载火箭发动机进行动力上升。在到达远地点时，它展开一个特殊的羽状尾部，以便在再入前获得适当的俯冲姿态。
“飞船二号”最初使用的是内华达山脉公司(SNC)开发的混合动力发动机。该发动机使用端羟基聚丁二烯(HTPB)作为燃料，一氧化二氮(N2O)作为氧化剂。该混合动力发动机的燃料和氧化剂以不同的物质相存在。燃料是固体，氧化剂以液体的形式储存，并以气体的形式消耗。
在VSS Enterprise坠毁前后，维珍银河曾试图改变引擎设计，用聚酰胺塑料燃料代替HTPB燃料。然而，那之后，维珍银河又重新使用HTPB燃料，但现在生产目前的RocketMotorTwo发动机，而不是从SNC购买。
“白骑士二号”机身长23.7公尺，翼展达42.7公尺，以美国普惠公司制造的4台PW308型喷射引擎推动，在两个机身之间悬吊用来运载乘客的“飞船二号”。
“飞船二号”机身长达21米，翼展也达到10米。与前辈“飞船一号”只能容纳3人的狭小座舱相比，“飞船二号”的设计更为宽敞，6位乘客与2位飞行员可以舒服地分坐于过道两侧，宽度几乎达半米的舷窗则提供了更好的视野。
“白骑士二号”搭载“飞船二号”从地面上升到海拔15000米以上，随后释放“飞船二号”，几秒钟后，“飞船二号”使用自己的动力飞行。然后，“白骑士二号”在喷气式发动机动力下返回地面，与其上升过程类似。
“白骑士二号”每天可支持多达4趟太空飞行任务，不仅能发射飞船，还能作为太空游客的训练机。
“白骑士二号”搭载“飞船二号”从新墨西哥州沙漠新建的美国太空港(Spaceport America)出发，飞升到约15000米高空后，“飞船二号”将与母舰分离，再发动其自身的混合动力火箭，爬升至地球上空约100公里处（国际公认的太空边界），让2名机组成员和6名乘客体验约5分钟的无重力状态，并透过直径约45公分的舱窗观赏地球以及繁星点点的太空。从“白骑士二号”发射升空，到“飞船二号”自动着陆，整个飞行过程持续大约2小时30分钟。
转自：航空产业网，空天部落