[新聞] 無需助推器也能把火箭送進低地軌道

作者: a27938686 (海灘褲)   2019-03-21 01:17:36
http://technews.tw/2019/03/18/sabre-rocket-core-engine-hypersonic-pre-cooler/
原文:
革命性火箭引擎 SABRE 已準備好進入核心測試階段。有別於傳統火箭仍需助推器將火箭
送上天際,SABRE 引擎的概念簡潔優雅:它可以讓一架太空飛機直接從地面飛入低地軌道
上,不再需要額外攜帶笨重的燃料助推器。
太空飛機(spaceplane)是指將航空飛行器與太空飛行器兩者特色合而為一,推進方式直
接採用火箭或是吸氣式發動機(air breathing engine)的飛行器。
而 SABRE(Synergetic Air-Breathing Rocket Engine)是一種極音速混合動力引擎,屬
於單節進軌道(single stage to orbit,SSTO)太空飛機發動機,發展至今已 30 年有
餘,波音、勞斯萊斯、歐洲太空總署等機構總投資金額達數千萬英鎊。
https://i.imgur.com/uHotm9H.jpg
▲ SABRE 引擎的內部結構。(Source:歐洲太空總署)
「單節進軌道」顧名思義,和傳統需要額外助推器與燃料筒的多節火箭不同,前者直接結
合吸氣式發動機(air breathing engine)與純火箭發動機兩種技術,可以「一飛衝天」
,直接從地面飛入低地軌道。
在起飛與上升過程中,SABRE 引擎先靠吸氣式發動機產生推力,將速度加速至 5.4 馬赫
(5,961 公里 / 小時);等離地約 25 公里左右時,周圍空氣量不足,吸氣式發動機無
法在吸取空氣,就改切換成燃燒氫氣與液氧的純火箭發動機模式,繼續將速度加速至 25
馬赫(29,808 公里 / 小時),以將探測器送入繞地軌道。
然而飛機以極音速飛行時,發動機材料會熔掉,為了防止這種情況發生,英國飛機製造商
Reaction Engines 與歐洲太空總署於 2012 年合作設計了預冷器(pre-cooler),可以
在 1/100 秒內將發動機吸入的 1,000℃ 高溫空氣冷卻到零下 150℃;2016 年 10 月,R
eaction Engines 再開發出 SABRE 的核心引擎,簡單來說,SABRE 由預冷器、核心引擎
與推力室(thrust chamber)三區塊構成。
近期,歐洲太空總署正式批准核心引擎測試,Reaction Engines 將於今年進入核心引擎
測試階段,2020 年展開核心引擎、預冷器與熱交換器系統的綜合性能測試,如果成功,
勢必徹底改變現有認知的太空飛行技術:未來,新型太空飛機不再需要外部火箭助推器也
能直接飛上太空,還能像航空飛機一樣重複使用,發射率提高且成本大幅下降。
看來太空飛機要成真了,看YouTube介紹到用於商業運輸從倫敦到雪梨只要四小時,不過
價格應該很高。
作者: Qpera (烏拉博士)   2019-03-21 09:35:00
感覺很酷
作者: onlykevinpan (小潘)   2019-03-21 12:24:00
做的出來在說吧 材料真的能突破嗎
作者: zeta (Find the Way)   2019-03-21 18:22:00
下一步就是曲速核心了
作者: a5mg4n (a5)   2019-03-21 22:19:00
F9的第一級幾乎不帶東西的話理論上可以直接入軌?
作者: b325019 (望月)   2019-03-22 00:08:00
只算第一節的話delta v大概有8100m/s確實有超過第一宇宙速度不過沒啥意義就是了
作者: yuinghoooo (KiXeon)   2019-03-22 09:49:00
這外型要怎麼回來?

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