一架高超音速“太空班机”将在 90 分钟内将最多 50 名乘客从欧洲运送到澳大利亚。这种未来主义飞行器将通过火箭进入地球高层大气来实现这一目标,达到 24 倍音速,然后滑翔着陆。
德国航空航天中心“太空班机”项目协调员马丁·西佩尔表示,仍然存在许多挑战,包括为飞行器找到合适的形状。但他认为该项目可能会取得足够的进展,在未来 10 年内开始吸引私人资金,并力争在 2050 年实现全面运营。
目前的概念包括一个用于发射的火箭助推器级和一个独立的轨道飞行器级,将乘客运送到地球的另一半,而无需进入太空。如果“太空班机”起飞,美国和欧洲之间的飞行时间可能会缩短到一个多小时,也就是说,如果乘客不介意支付相当于太空旅游的价格,大约几十万美元的话。
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西佩尔说:“也许我们可以这样来描述‘太空班机’,它是一种第二代航天飞机,但任务完全不同。”
“太空班机”的乘客将有 8 分钟的时间体验火箭发射,然后到达约 75 至 80 公里(47 至 50 英里)的高度。这没有达到被认为是太空边缘的 100 公里(62 英里)的边界,但即使是亚轨道飞行也允许“太空班机”以超过 25,200 公里/小时(15,000 英里/小时)的高超音速滑回地球。
依靠火箭动力
与其他提出的以新型吸气式发动机概念为特征的高超音速喷气机相比,这种火箭动力设计非常突出。欧洲航空航天巨头 EADS 此前推出了一种高超音速喷气机概念,它主要依靠吸气式冲压发动机达到 4 马赫的巡航速度——比超音速协和飞机的 2 马赫性能更快,但远低于“太空班机”的 24 马赫目标。
“太空班机”的欧洲项目规划者表示,他们对成熟的火箭技术的依赖可以使他们的飞行器能够更快地飞行。他们计划使用液氧和氢火箭推进剂,以便火箭发动机仅在排放水蒸气和氢气到大气中。[视频:DARPA 的 HTV-2 高超音速轰炸机测试如何工作]
西佩尔告诉科技新闻日报:“我们不会尝试提高发动机的性能,而是希望它更可重复使用。”
“太空班机”的空火箭级将在发射后立即返回地球,为重复使用做准备。一架飞机可以在空中抓住火箭级,将其拖向机场,并将其释放以进行自主滑翔着陆。
生存机会
但在“太空班机”起飞之前,仍然存在很大的挑战。研究人员首先必须最终确定一种设计形状,使其能够在以高超音速滑过高层大气时产生的强烈热量中幸存下来。“太空班机”机翼“前缘”的新冷却技术和改进的隔热层可能在这方面有所帮助。
像火箭一样发射而不是像飞机一样起飞意味着“太空班机”将仍然局限于有无人居住的向下射程的合适发射场。“太空班机”在最终着陆过程中也需要仔细的飞行路径——伴随飞机以高于音速飞行的“音爆”冲击波会损坏低空地面的建筑物。
西佩尔解释说:“飞行器的外形与火箭推进的飞行器非常相似。我们只有一个小的走廊,可以在其中安全且经济地飞行。”
“太空班机”的设计将利用欧盟资助的 FAST20XX(未来高空高速运输 20XX)项目的研究成果,该项目得到了来自德国、奥地利、西班牙、瑞士、意大利、比利时、荷兰、法国和瑞典的研究人员的支持。它还可以从即将进行的项目中吸取经验,例如 Aerospace Innovation GmbH 的 ALPHA 项目——一架计划从空客 A330 飞机上空中发射的太空飞机。
但未来的成功最终取决于维珍银河等公司的太空旅游工作的成功。如果足够多的人愿意为亚轨道飞行支付高价作为他们环球旅行的一部分,西佩尔设想最终将有一支“太空班机”机队每天进行 10 到 15 次飞行。
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