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[圖文]英國開發新型超級雲霄塔飛行器

2016年03月29日 科學探秘-短篇 暫無評論 閱讀 80 次

一家英國公司「反應引擎」開發了一種新型發動機,這裡所展示的是其被安裝在該公司研製的「雲霄塔」飛行器上,採用這種新技術之後,飛行器將可以在數小時內抵達世界各地
一家英國公司「反應引擎」開發了一種新型發動機,這裡所展示的是其被安裝在該公司研製的「雲霄塔」飛行器上,採用這種新技術之後,飛行器將可以在數小時內抵達世界各地
 
新型引擎工作示意圖
新型引擎工作示意圖

  最近似乎又有人開始宣稱可以讓我們在數小時內抵達全球各地的這種消息了。這一次說這話的是一家英國公司,這家公司表示他們取得了「自飛機引擎發明以來航空航天推進技術領域最大的突破」。


  這家公司名為「反應引擎」(Reaction Engines Limited)。該公司表示其最新研製的高超音速引擎將可以讓飛機輕鬆突破5馬赫的飛行速度,從而可以讓我們在紐約吃甜甜圈早餐,而在東京吃壽司做的午餐。據報道,這種超音速引擎的設計中包括新的空氣冷卻方式,空氣被冷卻後其中的氧氣會被引擎使用,速度達到5.5馬赫,隨後啟動火箭發動機,進入太空巡航飛行階段。


  在航空航天領域,高超音速飛行一直是人們的夢想。軍方癡迷於超高速飛彈概念,甚至設想著超高速炸彈的可能性,而我們大多數民眾則都夢想著能在數小時內從太平洋的這邊飛到另一邊。當然,實現這些夢想最大的障礙便是推進技術。當速度超過2馬赫左右,引擎將難以及時獲得足量供燃燒的氧氣供應。這就有點像當你乘坐在一輛以每小時200英里(約合320公里)的速度行進的列車上探出頭去嘗試深呼吸一樣。


  不過,解決這一問題並非完全不可能,但難度確實非常大。美國空軍的SR-71「黑鳥」高空高速偵察機採用開創性技術解決進氣問題,並達到了創紀錄的3馬赫以上的超高速飛行。然而要想進一步實現突破變得難以想像,甚至僅僅應對在這種高速狀態下產生的熱量都成為了一個巨大的挑戰。


  到目前為止,只有火箭發動機可以實現真正意義上的高超音速巡航,但是火箭發動機必須依靠多級火箭設計才能到達太空。另外,火箭需要自己攜帶液氧用於燃燒,而為了省去這種麻煩,工程師們一直孜孜不倦地設想著能夠設計一種能自己吸入空氣中氧氣用於燃燒的方法。


  「反應引擎」公司宣稱他們的這項最新成就可以解決這一棘手問題,讓一台飛行器正常從地面起飛,使用進氣式發動機和火箭推進雙模式的方法抵達空間軌道,並在之後返回地球。其秘訣便是在高溫空氣進入高超音速SABRE引擎之前對其進行事先降溫。


  在一份新聞稿中,該公司宣稱:「這項預冷卻技術可以在百分之一秒的時間內將進氣道的空氣溫度從攝氏1000度降低到150度,並且不會因為產生霜凍等原因而造成進氣口阻塞。」


  這項技術是一項重大突破,它所解決的是高超音速引擎領域的一項重大技術難題:當你在極高速情況下壓縮空氣,空氣會急劇升溫。根據「反應引擎」公司宣佈的消息,飛行器將被加速至5.5馬赫,隨後飛行器會轉而使用搭載的液氧箱啟動火箭推進器繼續太空階段的飛行。不過和目前的空間飛行器不同的是,在整個飛行階段只有一段火箭牽涉其中而不是傳統火箭那樣的多級設計。


  歐洲空間局(ESA)表示他們已經評估了這項空氣預冷卻技術,該機構表示他們對於這項設計可以繼續向前推進感到滿意。目前歐空局正在和這家公司開展談判,希望能幫助其進一步完善其設計。 「反應引擎」公司表示,他們已經對這項預冷卻技術完成了超過100次測試,目前他們希望能在2015年之前完成一次縮小比例的地面發動機試車。不過,正如X-51「馭波者」超高速飛行器研製小組所意識到的那樣:從某項部件上的突破性進展到最終真正實現高超音速飛行將是一條漫漫長路。


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