2009-04-12

太空飛機:噴射機與火箭的混種

The rocket that thinks it's a jet
http://www.physorg.com/news154280085.html

February 19th, 2009

(PhysOrg.com) -- 由於 ESA 一百萬歐元的授與,一種可重複使用的太空飛機(spaceplane)-- 它能從一般機場跑道起飛,運載 12 公噸(tonne,譯註:ton 是英美制的噸)的酬載物抵達軌道,然後從原來的跑道降落 -- 可能在十年內就會出現。

這份授與 Reaction Engines Limited (REL) 的契約是一個公家與私人共同參與的、價值數百萬英鎊之開發計畫的一部份,那將示範 SABRE 吸氣式(air-breathing)火箭引擎的核心技術,這種引擎將成為 SKYLON 太空飛機的動力來源。

SABRE 是一種獨特的混合引擎,當它位於大氣層內,它能夠「吸入」空氣,如同一具噴射引擎,不過進入太空後,它就變成火箭引擎。在吸氣模式下,空氣被壓縮之前,會先透過一種革命性的熱交換預冷氣(heat exchanger pre-cooler)進行冷卻,然後餵入火箭引擎以便連同氫燃料一起燃燒。在火箭模式下,氫與液態氧一同燃燒。

Alan Bond,REL 總經理,表示:"傳統的拋棄式火箭,每次發射時成本超過 1 億美元,對於此市場的成長是一大累贅。改變進入太空經濟的聖杯是使用一種真正可重複使用的太空飛機,能從機場起飛,然後直接爬升進入太空,運送其衛星酬載,並安全且自動地返回地球。"

這項示範計畫的目標將會是去除 SABRE 引擎上所有顯著的技術性顧慮。這將為一個全引擎開發計畫鋪路,成為 SKYLON 整體開發的一部份。便宜、輕鬆、與可靠地進入太空,對於全球太空市場而言至關緊要,現在每年在全世界的價值超過 1500 億美元。

這項示範計畫將觀察該引擎三大關鍵領域(areas)。

第一個領域,由 REL 引領,涉及這種革命性的預冷器,那在空氣進入引擎之前將之冷卻。在這個計畫期間,一具試驗性的預冷器將使用為此飛行引擎所設計的真實模組來建造。那將在該公司位於(英格蘭東南方)Oxfordshire,Culham 的 B9 噴射引擎動力實驗場受測。

第二個領域是燃燒室的冷卻,在此推進劑(propellants)被混合與燃燒,產生約攝氏 3000 度的水蒸汽。SABRE 引擎將空氣或液態氧當作冷卻液使用 -- 一種關鍵且不尋常的設計特色,因為絕大多數的火箭引擎使用氫燃料來冷卻。德國的 EADS Astrium 與 DLR 將使用示範燃燒室,在 DLR Lampoldhausen 場進行這項研究。

第三個領域,由(英國)Bristol 大學所領導,將探索先進排氣噴嘴,那能適應周遭的大氣壓。這源自於去年進行的、成功的 STERN (Static Test of ED Rocket Nozzle) 試驗火箭計畫。身為 ESA 合約的一部份,那將建構並測試一種新的水冷式燃燒室。

更多關於 SKYLON 太空飛機的資訊:
http://www.reactionengines.co.uk/images_skylon.html

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