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欧洲欲造可从跑道起飞的太空飞机,太空飞机通

来源:http://www.tessiz.com 作者:澳门威斯尼人平台登陆 时间:2019-09-05 06:15

北京时间2月23日消息,据国外媒体报道,英国科学家日前宣称,他们正在开发一种可重复使用的太空飞机,可以将太空发射的成本降低十分之一,这种飞机有望在10年内问世。

示范项目将关注发动机的3个关键领域。第一个领域由REL负责,主要关注可以在空气进入发动机时,对其进行冷却的革命性预冷装置。第二个关键领域是燃烧室的冷却。燃烧室是推进剂混合及燃烧并产生大约3000摄氏度水蒸气的所在。佩刀发动机利用空气或液氧作为冷却液,这是一个重要且不寻常的设计特点,因为大多数火箭发动机利用氢燃料进行冷却。第三个领域是探索可以适应周围大气压力的先进排气喷嘴。这个示范项目的目标是消除所有佩刀发动机的明显技术忧虑。这将作为Skylon开发项目的一部分为整个发动机开发项目铺平道路。

Sabre推进系统是该项目成功的关键所在。发动机将通过燃烧氢和氧来产生推力,但在较低大气环境中,氧可直接从空气中获取。这意味着84米长的单级入轨太空飞机能够以更高的推重比进入轨道,而无需在上升段使用推进剂级段——目前一次性运载火箭多使用此方法。但是,运行一台集成化吸气式火箭发动机会引发许多独特的挑战。

成熟的方案

欧洲欲造可从跑道起飞的太空飞机

REL的负责人Alan Bond认为,这一项目的最终目标是“利用一个真正可再利用的、能够在机场起飞并直接进入太空的航天飞机,发射有效负载卫星并安全地自动返回地球”。他补充说:“传统的一次性使用火箭每次发射的费用超过1亿美元,这拖累了空间市场的发展。REL多年来对Skylon工具的规划和研究,以及其独特的佩刀吸气式发动机,意味着我们处在实现这个目标的有利地位。Skylon可以使进入太空的成本减少到原来的1/10。”

“云霄塔”在英国的研制工作已经以各种名目存在了近30年。这个方案是20世纪80年代由英国宇航公司和罗·罗公司首次提出的“霍特尔”太空飞机概念演变而来。

英国航天局已委托欧空局对“云霄塔”太空飞机的设计进行评估,ESA职员在5月24日的报告中指出:未见明显异常。他们在报告中写道:ESA认为没有任何关键问题会阻碍成功研制“云霄塔”太空飞机的发动机。

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《科学时报》 (2009-11-5 A4 国际)

[据英国BBC网站2011年5月25日报道]英国“云霄塔”太空飞机方案已通过了重要的技术评审。“云霄塔”太空飞机不仅能够承担大型火箭的任务,还能像飞机一样从常规跑道起飞与着陆。

由于“霍特尔”概念存在技术缺陷,最终两家宇航公司终结了该项任务。但工程师们在“霍特尔”项目之后继续凝练思路,他们正在为反应发动机公司具有许多改进的“云霄塔”太空飞机独立工作。

该项目还得到欧洲航天局最新90万英镑的经费支持。英国负责科技创新的内阁大臣达拉森表示:“这是英国公司开发世界级技术的典型例证,这一技术将给太空探索的未来带来令人激动的变化。喷气发动机公司、英国国家航天中心和欧洲航天局成功确保这个公共部门与私人企业合作项目的顺利实施,我期待看到这个项目不断取得进步。”

英国研制可重复使用的航天飞机 可使进入太空的成本减少到1/10

在高速下,Sabre发动机必须将温度达到1000度的气体吸入进气道。热空气需要在被压缩和与氢气燃烧之前冷却。反应发动机公司为此推出了一台创新型预冷热交换器。

[据英国BBC网站2011年5月25日报道]英国“云霄塔”太空飞机方案已通过了重要的技术评审。“云霄塔”太空飞机不仅能够承担大型火箭的任务,还能像飞机一样从常规跑道起飞与着陆。

一个欧洲研究小组正在开发新一代Skylon太空飞机,英国布里斯托尔大学工程师也参与了研发工作。Skylon宇航飞机可重复使用,能将超过12吨的货物送入轨道,起飞和着陆使用的跑道相同。这种飞机的成败取决于“佩刀”火箭发动机。布里斯托尔大学参与了“佩刀”火箭发动机的研发。“佩刀”是一种独特的混合动力发动机,进入地球大气层后,能像传统喷气机一样“呼吸”空气,并在太空转换为火箭动力。

英国科学与创新大臣Lord Drayson说:“这是一个能够为空间未来发展带来令人兴奋结果,并震撼世界的技术例证。REL公司、布里斯托尔大学和欧洲空间局能够成功达成合作协议是极好的一件事情,我期待项目的推进。”

英国航天局对“云霄塔”太空飞机的设计进行评估,ESA职员在5月24日的报告中指出:未见明显异常。他们在报告中写道:ESA认为没有任何关键问题会阻碍成功研制“云霄塔”太空飞机的发动机。

欧空局的推进系统专家们对“云霄塔”方案的细节进行了评估,得出了“该方案没有任何疑点”的结论。

新一代Skylon太空飞机

简单、低成本、可靠的进入太空的方式对于全球空间市场的发展是至关重要的,据估计,其在全球范围内的价值超过1500亿美元。如今,英国航空航天工程专家正在研制一款能够重复使用的航天飞机——Skylon,它可以载重12吨,能够从常规飞机跑道进入轨道,并且可以在同一个跑道返回地面,这一切只需10年就能成为现实。

由于“霍特尔”概念存在技术缺陷,最终两家宇航公司终结了该项任务。但工程师们在“霍特尔”项目之后继续凝练思路,他们正在为反应发动机公司具有许多改进的“云霄塔”太空飞机独立工作。

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在吸气模式下,空气先是被冷却并压缩,然后同氢燃料一起进入火箭发动机。在火箭模式下,氢连同液氧一起燃烧。位于牛津的喷气发动机公司领导实施了这个耗资数百万英镑的混合动力发动机项目。该公司执行董事艾伦:邦德说:“传统、一次性使用火箭每次发射的费用超过7000万英镑,一定程度上拖累了这个市场的发展。让太空发射变得经济起来的关键是使用真正可重复使用的宇航飞机。”

该项目由英国的REL公司领导,它是一个斥资数百万英镑的公共和私有部门联合项目的一部分,并且得到了欧洲空间局100万欧元的资金资助。这项由包括布里斯托尔大学航空工程系的学者在内的一组欧洲专家开发的技术,应用佩刀吸气式火箭发动机,将为Skylon航天飞机提供动力。

太空飞机的“单级入轨”运行模式和可重复使用的能力使得“云霄塔”充分降低了太空飞行活动的成本。

“云霄塔”在英国的研制工作已经以各种名目存在了近30年。这个方案是20世纪80年代由英国宇航公司和罗·罗(Rolls Royce)公司首次提出的“霍特尔”太空飞机概念演变而来。

泰勒博士说:“如果获得成功,整个项目将产生巨大的影响,一想到这将是太空领域一场潜在革命的开端,确实令人激动不已。”这个示范项目旨在消除“佩刀”计划面临的所有突出技术障碍。这将给全面的发动机研发项目和首次Skylon飞机发射铺平道路。布里斯托尔大学的工程师说,Skylon飞机将在10年内发射。

佩刀是一种特殊的混合发动机,当它在大气层中时,它可以吸入空气,像喷气式飞机发动机一样运行;当进入太空时,它会转变为一个火箭发动机。在吸气模式时,空气在被压缩之前,首先会被一个热交换器预冷装置冷却,并和氢燃料一起燃烧,为火箭发动机提供动力。在火箭模式时,氢将和液氧一起燃烧。

成熟的方案

太空飞机的“单级入轨”运行模式和可重复使用的能力使得“云霄塔”充分降低了太空飞行活动的成本。

“这种飞机可以从跑道上起飞,直接爬升到太空,发射卫星后,自动安全地返回地球。我们公司对Skylon飞机及其特有的‘佩刀’吸气发动机进行了多年的设计和研究,这意味着我们占据着实现这一目标的有利位置。Skylon飞机可以将进入太空的费用降低十分之一。”

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“云霄塔”太空飞机的“配刀”发动机简图

他们希望下一阶段的研发工作能够涵盖代号为“佩刀‘Sabre’”的协和式吸气火箭发动机的地面演示验证。在"云霄塔"太空飞机飞出大气层切换成全火箭模式之前,协和式吸气火箭发动机要像喷气发动机那样从空气中吸入氧气。

喷气发动机公司将在牛津郡卡拉姆试验基地测试“佩刀”发动机特有的空气冷却技术。与此同时,布里斯托尔大学航空航天工程系的尼尔:泰勒博士将领导实施对先进的火箭喷嘴的演示计划,这种火箭喷嘴可以迅速适应周围大气压力。对“佩刀”发动机燃烧室的测试将在德国进行。

这是一个可重复使用的火箭飞行器,它可以载重12吨,从常规跑道进入轨道,并且能够从同一个机场返回。它有望在10年内得以实现。(图片提供:布里斯托尔大学)

欧空局的推进系统专家们对“云霄塔”方案的细节进行了评估,得出了“该方案没有任何疑点”的结论。

他们希望下一阶段的研发工作能够涵盖代号为“佩刀‘Sabre’”的协和式吸气火箭发动机的地面演示验证。在"云霄塔"太空飞机飞出大气层切换成全火箭模式之前,协和式吸气火箭发动机要像喷气发动机那样从空气中吸入氧气。

这将合并极细管道的列阵,可在1/100秒钟的时间吸收热量并排入进气道,使温度达到零下130度。空气中的湿气通常会快速结冰,在细管网上覆盖了一层冰霜阻碍运转。

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