英国国之利器:佩刀空天飞机发动机研发的里程碑

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佩刀火箭发动机未来具有广泛的用途,比如制造空天飞机。(艺术想象中的空天飞机图)

英国工程师研发的佩刀空天飞机发动机技术已经通过了又一关键里程碑。未来安装这种发动机的飞机,从伦敦飞北京只需要2小时。

英国反应发动机有限公司(Reaction Engines Ltd)研发的这款发动机具有革命性意义,它研制的这款协同吸气式火箭发动机的英文首字母缩写即为佩刀(Sabre)。

为什么这个项目会受到英美航空航天大公司的赞助?为何各国高度关注佩刀发动机的应用?

空天飞机发动机

空天飞机全称航空航天飞机,是一种航空与航天结合的、可重复使用的飞行器,能够像飞机一样在跑道上水平起飞,以高超音速飞出大气层成为航天工具,也能像飞机一样在跑道上水平降落。

制造这种飞机的关键在于其预冷却发动机的研发。佩刀空天飞机发动机的研制目的是驾驶空天飞机迅速飞入太空轨道,并可在短短几个小时内将客机带到世界各地。

在低速度和低空飞行时,空天飞机就像一架喷气飞机,从大气中吸取气流,燃烧着它的燃料。

Engine concept
佩刀发动机的一张结构示意图。

在高速和高空飞行时,它将切换到火箭模式,将燃料与其携带的少量氧气结合起来。

一架空天飞机可以直接进入太空轨道,无须像火箭现在这样在上升的过程中扔掉一两节。

革命性技术
Test article
预冷却发动机用于军用飞机的一张艺术图。

佩刀火箭发动机的需要能处理超高温的气流与迅速冷却等技术问题。它在美国科罗拉多州航空航天中心的最新测试显示出超出3.3倍多音速的飞行发动机能力。

它在不到20分之一秒的时间里成功地对高达420度的气体流进行了淬火试验。

英国反应发动机有限公司相信,佩刀的 “预冷却器” 技术现在可以在模拟飞行速度超过5倍音速 (或5马赫) 的条件下继续表现出同样的性能。

商业应用

反应发动机有限公司首席执行官马克·托马斯告诉英国广播公司记者表示,已经有非常高质量的数据支持,显示其预冷却发动机的性能。

他表示,有关技术具有广泛的应用领域,不仅仅是高速飞行领域,而是在整个航空航天领域,以及更多的商业领域,只要遇到重大的热处理问题的挑战,它都能够提供超轻、小型和高性能的解决方案。

Pre-cooler
佩刀发动机使用氦液流过预冷管将热量带走。

近期,佩刀发动机验证机的核心机已经成功通过了英国政府邀请作为技术审计方的欧洲航天局的初步设计评审。它后续将在2020年完成核心机的制造和试验。

位于英国牛津郡的这家公司的佩刀研发项目获得了英国宇航系统公司,罗尔斯·罗伊斯(劳斯莱斯)公司和美国波音公司的支持。(BBC)

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