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忘了可重复使用火箭吧,这个更牛!

Reaction Engines公司设想的“云霄塔”(The Skylon)概念太空飞机,有望采用该公司的SABRE发动机技术。图片由BAE Systems提供

忘了可重复使用火箭吧。英国军工巨头BAE系统公司刚刚向一种有望颠覆航天经济学的新型飞机引擎投入了3200万美元资金。

如果说眼下对于商业航天领域有什么普遍看法的话,那就是SpaceX和Blue Origin这样的精益型行业新星正在借助新的技术和商业模式超越这个领域中的传统企业,比如波音、洛克希德-马丁和Aerojet Rocketdyne。

不过,作为欧洲最大国防承包商和彻头彻尾的老牌航天企业,BAE系统公司投入了3000万美元的技术可能把这些“搅局者”搅个底朝天。

BAE收购了英国小型技术公司Reaction Engines两成股份。两公司高层表示,Reaction Engines的协同吸气式火箭发动机(SABRE)概念可能在航天动力领域再次引发革命。如果研制成功,这种喷气/火箭混合发动机就可以让飞机从普通跑道上起飞,然后以20马赫以上的速度进入空间轨道,也能让它像普通飞机一样在跑道上着陆,而且自始至终都只使用自身的动力。

有了这种可重复使用的太空飞机,发射卫星以及向太空输送其他货物的成本估计有望下降90%;同时,以它为基础,人们还能开发出可在四小时内飞抵世界上任何角落的客运飞机。BAE高层相信,该公司管理复杂空天研发项目的能力可以在2025年之前把Reaction Engines的技术从概念变成飞上天空的原型机。

Reaction Engines董事总经理马克•托马斯说:“看看其他可重复使用太空飞机的概念就会发现,他们依靠的动力不一而足,有火箭,有喷气发动机,也有冲压式喷气发动机。我们拿出来的方案则把所有最好的元素都纳入了一个动力系统。所以,我觉得目前我们遥遥领先。我还没有看到任何能直接跟我们竞争的东西。”

按照设计,SABRE引擎可以像常规喷气发动机那样吸入空气来工作。在这个阶段,它可以让飞机加速到5马赫,也就是音速的5倍(时速超过3800英里,或6120公里)。然后,这种引擎可以“变身”为火箭发动机,把飞机送入太空。返还地面时,这种引擎还能“变回来”,用传统的喷气动力让飞机在普通跑道上降落。同一台发动机可以反复使用,因而不需要为安装垂直火箭发射塔投入资金,就连SpaceX设想的可重复利用火箭发射塔的翻新费用都省了。

催生SABRE引擎的点子最早出现在30多年前。但基础领域的一些技术障碍让这个概念一直停留在纸上谈兵阶段,比如说,其中的一大问题是怎样让发动机充分散热,以免自燃。Reaction Engines的工程师取得的关键性技术突破之一就是热交换器,它可以在不到1秒钟时间里让发动机的进气温度从1800华氏度(约982摄氏度)降至零度以下。这样,SABRE发动机的飞行速度就能超过常规喷气发动机。

BAE航天业务工程主管克里斯•奥勒姆指出:“这可能从根本上改变人们航天的方式。”他认为,如果能达到设计目标,这项技术就有望带来一种新的飞机发动机,而且在飞行速度和性能上都要强得多。

同时,对BAE来说,这项技术能让该公司在不断增长的航天市场谋得关键的立足之地。虽然BAE北美公司确有相当数量的航天业务,比如卫星零部件制造之类,但它的商业航天发射业务尚未形成规模。奥勒姆说:“我们对这个市场很感兴趣,而且正打算用另外一种方式开展业务。我们没有随波逐流,而是在寻求突破,或者说寻找一种新的东西。”

如果BAE能帮Reaction Engines的工程师把SABRE引擎送上天,它就有可能成为BAE正在动力领域寻找的革命性突破。关键在于,借助BAE提供的3200万美元资金,Reaction Engines还可以从英国政府那里获得9000万美元的研发拨款。作为协议的一部分,BAE将向Reaction Engines派遣一名董事,并成为后者的首选供应商。作为非上市公司,Reaction Engines在对SABRE引擎进行大规模测试和开发时还要依靠BAE的支持。

两家公司计划先建造用于地面试验的原型机,并在2020年之前点火测试,随后在2025年以前完成原型机试飞。如果一切顺利,配备SABRE引擎的太空飞机就有望在2030年之前飞上太空,然后返回地面。

那么,超高速点对点客运,或者说在四小时内飞抵地球上任何角落的前景如何呢?Reaction Engines董事总经理托马斯说,有了这样的技术,人们当然有可能做到这一点。但考虑到安全以及技术方面的多个因素,短期内更为实际的目标是让太空飞机以25马赫的速度定期往返于空间轨道和地面之间。

托马斯表示:“目前许多人都热衷于点对点客运,在四小时内到达世界上任何地方的想法总会让人兴奋不已。但这是个巨大的挑战,而且和航天相比,这样做的难度绝对要高好几个数量级。最近我还对一位澳大利亚人说,可惜的是,飞往澳大利亚比飞向太空还难。”

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