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波音向英國(guó)公司投資3700萬(wàn)美元研制高超發(fā)動(dòng)機(jī)
關(guān)鍵字: 波音云霄塔飛機(jī)【觀(guān)察者網(wǎng)綜合報(bào)道】波音公司官方網(wǎng)站4月12日宣布,將和羅爾斯·羅伊斯、BAE等共同向英國(guó)反作用力發(fā)動(dòng)機(jī)公司投資,用于研制SABRE高超聲速發(fā)動(dòng)機(jī),其中波音投資3730萬(wàn)美元。
美國(guó)空軍計(jì)劃研制的使用SABRE發(fā)動(dòng)機(jī)的空天飛機(jī)
波音公司副總裁諾德侖德表示在新聞發(fā)布會(huì)上表示:“反作用力發(fā)動(dòng)機(jī)公司將可能打開(kāi)未來(lái)航空和星際旅行的新大門(mén),我們希望能加速這種革命性技術(shù)的發(fā)展,以支持波音追求高超聲速飛行的發(fā)展目標(biāo)。”
英國(guó)反作用力發(fā)動(dòng)機(jī)(Reaction Engines)公司成立于1989年,其目標(biāo)是研制一種適用于高速飛行的新原理發(fā)動(dòng)機(jī),這種系統(tǒng)被稱(chēng)為SARBRE,(組合式吸氣火箭發(fā)動(dòng)機(jī)),這種發(fā)動(dòng)機(jī)在吸氣工作狀態(tài)能夠達(dá)到5馬赫的速度,而在火箭模式工作時(shí)可以達(dá)到25馬赫。
觀(guān)察者網(wǎng)軍事評(píng)論員表示,該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是超輕量熱交換機(jī),它能將以高超聲速進(jìn)入進(jìn)氣道的氣流迅速降溫到零下150°,然后進(jìn)入壓氣機(jī)泵入燃燒室,與液氫燃料混合并產(chǎn)生推力。此外,其發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)也集成了亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī),用于增加推力。而在離開(kāi)大氣層的時(shí)候,則轉(zhuǎn)為依靠飛機(jī)內(nèi)自身攜帶的液氧與氫燃料混合燃燒,進(jìn)入普通的火箭工作模式。
英國(guó)BAE公司投資研制的SABRE發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)
反作用力公司稱(chēng),他們的發(fā)動(dòng)機(jī)在吸氣模式能在6馬赫速度下工作,超過(guò)這一速度后則轉(zhuǎn)為火箭模式,并實(shí)現(xiàn)空天飛機(jī)單級(jí)入軌,他們?cè)O(shè)計(jì)的飛行器方案稱(chēng)為“云霄塔”計(jì)劃。
反作用力公司提出的“云霄塔”空天飛機(jī)方案
不過(guò)如今美國(guó)空軍、波音等公司投資發(fā)展的使用SABRE發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)計(jì)劃則沒(méi)有這么先進(jìn),它采用的是二級(jí)入軌模式,第一級(jí)就是用SABRE發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī),最大飛行速度4.5馬赫,而將載荷送入軌道則是使用飛機(jī)背負(fù)的一枚可重復(fù)使用的火箭。
從技術(shù)角度而言,SABRE發(fā)動(dòng)機(jī)是一種對(duì)現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的巧妙改良,在其研制的前20年中,因?yàn)闊峤粨Q器結(jié)冰導(dǎo)致空氣流量降低問(wèn)題,一直沒(méi)有很大進(jìn)展,直到2010年后,通過(guò)使用新技術(shù),使熱交換機(jī)工作可靠性大幅度提高,這種技術(shù)才引起西方航空工業(yè)界越來(lái)越大的興趣。
反作用力公司曾經(jīng)規(guī)劃,未來(lái)如果這一技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展,可能實(shí)現(xiàn)用熱交換器直接將空氣液化,并儲(chǔ)存,作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的氧化劑,這樣就可以大大減少空天飛機(jī)所需要攜帶的氧化劑重量。不過(guò)目前技術(shù)上來(lái)說(shuō)這個(gè)目標(biāo)還遙遙無(wú)期。
不過(guò),SARBRE發(fā)動(dòng)機(jī)的原理決定了它所能支持的最大馬赫數(shù)并不高,美國(guó)空軍選擇的4馬赫左右的飛行速度接近于這種原理發(fā)動(dòng)機(jī)在目前技術(shù)條件下可能實(shí)現(xiàn)的最大速度。
SABRE發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖
超輕型熱交換機(jī)是SABRE的最重要部件,它內(nèi)部密布極細(xì)的液氦管道,能在百分之一秒內(nèi),將5倍聲速下達(dá)到1000攝氏度的空氣溫度降低到零下115攝氏度
反作用力發(fā)動(dòng)機(jī)公司的超輕型熱交換器原型機(jī)
相比之下,要想真正達(dá)到5馬赫以上,乃至10-20馬赫的動(dòng)力飛行,超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)依然是無(wú)可取代的,而這方面的研究波音公司自從X-51試驗(yàn)飛行器后,暫無(wú)下文。
某種程度上,波音向英國(guó)反作用力公司投資,有點(diǎn)“高超聲速是個(gè)筐,啥都能往里裝”的意思,在超燃沖壓技術(shù)暫時(shí)沒(méi)有新突破的前提下,花些小錢(qián)(3700萬(wàn)美元對(duì)于波音來(lái)說(shuō)可算是“小錢(qián)”了),布一點(diǎn)“閑棋冷子”——萬(wàn)一這家英國(guó)公司宣傳的數(shù)據(jù)能成真呢?
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