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欧研制20XX未来飞行器 拟开通轨道航班缓压力

http://www.kexue.com 2012-12-18 09:51:09 腾讯科学  发表评论


欧洲多国联合打造的20XX空天飞机计划将开通未来太空航班

已经成功试飞的太空船二号

  德国航空航天中心空间系统研究所的科学家们正在制定一项强大的空天飞机计划,这项工程被命名SpaceLiner空天飞机,使得欧洲到澳大利亚的飞行时间只需要90分钟,但这款超级空天飞机采用的新技术目前还处于测试和基本要求验证阶段。来自德国、西班牙、奥地利、瑞士、意大利、比利时、荷兰、法国和瑞典的科学家们已经开始研究20XX未来高空高速运输飞行器,在欧盟的支持下已经研究了三年。

  该计划的研究结果将会影响到未来DLR航天公司的空天飞机以及ALPHA飞行器的设计。从外形上看,SpaceLiner空天飞机的设计概念已经存在,研究人员希望这款欧洲未来空天飞机能像航天飞机那样采用火箭发动机进行垂直发射,在经过发动机初段燃烧后,可重复使用的助推器将从空天飞机上分离,余下的轨道器酷似一个穿梭机,可携带大约五十名乘客,接着就开始进行时长为八分钟的滑翔段飞行,可达到近二十倍的音速。

  经过大约八十分钟的飞行后,这款空天飞机将像常规动力飞机那样在跑道上着陆。根据DLR航天公司的项目协调员马丁西·佩尔(Martin Sippel)介绍:“目前在研的空天飞机项目并没有存在的案例可参考,因此我们需要全新确定空天飞机的大小,通过计算机模型来辅助设计。”SpaceLiner空天飞机将面对技术和操作方面的挑战,快速空天飞机计划的设计概念并不是传统的飞机框架,将着重对大气层和近地轨道进行跨学科调查。

  参与设计20XX空天飞机计划的研制单位除了空间系统研究所外,还有航天医学研究所,结构研究所和空气动力学研究所,另外流体力学技术也在数学化和实验结果上做出了贡献。对于全新概念的空天飞机研制涉及到一个重要的问题:飞行期间如何进行外壳体的冷却。在经过动力爬升阶段后,空天飞机将与地球大气层进行摩擦,在这个阶段时外壳体的温度将达到1800摄氏度,科学家对此采用的解决方案是主动对飞机机头和机翼前缘这两个空气摩擦剧烈的区域进行冷却,想法是通过多孔陶瓷组件进行降温。

  除了研究空气动力学、材料和冷却系统外,诸如SpaceLiner这样的空天飞机还需要对超音速飞行品质进行研究,比如空天飞机在超音速飞行时是否能使乘客感到舒适。在空天飞机20XX项目中,研究人员制定了飞行过程中在何时停止发动机工作以降低噪声的测试,当已经确定远离有人居住区方可启动引擎,高速飞行需要在较大的高度上以保护飞行途径区域避免噪声干扰。

  但是仍然有许多问题没有得到解决,比如使用何款火箭发动机才可以安全地工作,另外座舱的加压系统需要何种设计,整个机体的热防护系统的布局以及紧急情况下如何将机舱作为等待救援的密封舱等,然后救援中心网络也需要能够完美地运作。空天飞机20XX研发项目也加入了太空旅游航班计划,通过空中客车A330为母舰,将一款小型轨道飞行器在14公里的高空发射,携带两名乘客和一名飞行员,可抵达100公里的高度体验失重。研究人员认为该系列空天飞机不会早于2050年服役,这项技术的研制也可大大降低发射卫星的费用。(Everett)

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