英国巨型无人驾驶太空飞机10年内商业运营,太空

作者: 新闻资讯  发布:2019-09-21

腾讯科技讯 据英国每日邮报报道,近日,英国科学家最新研制一种“云霄塔”太空飞机,预计十年内,这种太空飞机可以从普通飞机跑道起飞,以5倍音速速度携带乘客抵达太空。

图片 1艺术效果图:“云霄塔”太空飞机正飞行于地球上空的轨道。

[据美国航天网2011年4月18日报道]英国一架巨型无人驾驶太空飞机的设计者称如果6月份的关键发动机试验进展顺利,该飞机将在10年内实现把有效载荷送入地球轨道。

“云霄塔”太空飞机机长82米,造价约73亿英镑,可携带24名乘客抵达太空。该太空飞机是由英国“发动机反应”工程公司建造的,它摒弃采用传统的外置发动机,而采用两个内置发动机从大气层中抽吸氢气和氧气,从而使这款太空飞机可达到5倍音速速度,之后再飞离地球大气层。目前,英国航天局将于下个星期举行为期2天的专题讨论会,研讨“云霄塔”太空飞机的商业用途。据悉,“云霄塔”太空飞机每次飞行的费用约630万英镑,而太空火箭发射费用达到970万英镑。[page]

新浪科技讯 北京时间4月20日消息,英国喷气发动机公司近日宣布,由该公司设计研制的“云霄塔”概念太空飞机即将于2011年6月进行一次关键的发动机测试。设计师表示,如果测试能够顺利通过,那么这架巨型无人驾驶太空飞机将可能在10年内真正载物升空进入地球轨道。

英国反应发动机公司4月12日表示,“云霄塔”太空飞机目前仍是一款概念飞行器,它能像商业飞机一样水平起飞和降落。近期该飞机通过了一系列严格的独立设计评审。

英国“发动机反应”工程公司创始人之一的技术主管理查德-瓦维尔在接受《工程师》杂志采访时称,太空之旅成本非常昂贵,目前仍没有物理定律指出能以某种方式来实现,我们必须证实其切实可行性。

根据设计方案,“云霄塔”无人驾驶太空飞机可以像商业喷气机一样水平起降。目前,“云霄塔”无人驾驶太空飞机仍处于概念版阶段。不过,英国喷气发动机公司宣称,“云霄塔”概念太空飞机最近一段时间已经通过了数次严格的设计评估实验。

“云霄塔”太空飞机各个研发阶段均由私人投资资助,私人投资将在2020年商业运营开始时达到顶峰。但私人投资是依“云霄塔”研制过程中实现关键里程碑的情况而定的,一个重要的里程碑就在数月之后。

当进入地球太空轨道,该太空飞机的计算机系统可实现推进和高度控制。“云霄塔”太空飞机设计师称,未来有朝一日这款太空飞机可替换美国宇航局航天飞机,可携带12吨货物和宇航员抵达国际空间站。

“云霄塔”的研发得到了许多私营资金的关注和支持。不过,在2020年真正开始实现商业运营之前,“云霄塔”还将面临许多考验,比如许多关键技术的突破,其中最重要的一项关键技术测试即将于6月份举行。私营资金将视“云霄塔”的测试进展状况而决定投资规模。

反应发动机公司将在6月对其创新性的混合喷气/火箭发动机的一个部件进行测试。本次测试对于3.5亿美元私人投资来说是有风险的,但也许是“云霄塔”项目的未来。

“云霄塔”太空飞机创新型发动机通过推进剂抵达地球大气层边缘,之后转换火箭动力抵达地球轨道。发动机第一阶段将大气层中的气体冷却,之后压缩进入发动机,燃烧氢气;启动机发动机第二阶段,将燃烧液氢和少量液氧燃料,使太空飞机的飞行速度达到25马赫。轨道机动系统可提供推进力和高度控制。据悉,该太空飞机采用普通的推进剂,从而实现较好的绝缘性和超低温冷冻。该系统可在太空轨道中持续运行7天时间。

6月份,总部位于牛津郡的英国喷气发动机公司将测试其革命性的喷气/火箭混合发动机组合。投资者目前的投资意向为3.5亿美元,如果测试顺序,还将有可能另外再投资3.5亿美元。喷气发动机公司研究人员罗杰-朗斯塔夫表示,“这将依赖于发动机的测试情况。所有一切都依赖于此。”朗斯塔夫是在出席第17届太空飞机与高超音速系统与技术国际会议时发表上述言论的,该会议由美国航空航天协会组织。

反应发动机公司研究员罗杰·朗斯塔夫在第17届国际太空飞机、高超声速系统与技术大会上表示:“这取决于发动机试验工作的情况,各项工作都与试验息息相关。”

在这款太空飞机重返大气层时,通过多层反射箔可使进入大气层的太空飞机将热量辐射出去。英国“发动机反应”工程公司预计称,“云霄塔”太空飞机全球销量可达到70架。瓦维尔接受《工程师》杂志称,一个简单的事实是地球仅是更大宇宙系统的一部分,太阳系内矿物资源远超出地球资源。我们目前所做的正如科幻电影所描述的情节,从理论上没有任何事物能够阻止我们的目标以及这一预期所带来的乐趣。人们可以想像一下:一些至关重要却具有污染性的工业可在太空环境中实现,然后将相关产品生产再送回地球。

认识“云霄塔”

“云霄塔”太空飞机

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“云霄塔”是根据上世纪80年代英国科学家提出的水平起降概念航天器理念设计而成的无人驾驶概念太空飞机。“云霄塔”可以像普通飞机那样重复使用,可以往返于地球与轨道之间,可以通过一条跑道进行起降。

“云霄塔”太空飞机是基于“霍特尔”太空飞机概念而研制的,Hotol最早是20世纪80年代由英国研究者提出。自主的、可重复使用的“云霄塔”太空飞机能像飞机一样从跑道起飞进入轨道并返回在跑道上着陆。

“云霄塔”太空飞机机长82米,造价约73亿英镑,可携带24名乘客抵达太空

根据目前的设计方案,“云霄塔”在所有太空船中都算是庞然大物。“云霄塔”长约84米,重约303吨。作为对比,国际空间站的主体架构应该是已建成的最大型太空船,它长约109米,重约408吨。“云霄塔”的预计有效负载能力大约为11.3吨。不过,朗斯塔夫认为,他们未来的设计目标是将“云霄塔”的有效负载能力提高到16.5吨。

根据目前的具体设计,“云霄塔”太空飞机是一架巨型太空船,长约84米,起飞质量约275吨。与之相比,目前最大的航天器——国际太空站的主桁架长109米,重约408吨。太空飞机预期承载能力约11.3吨,但Longstaff表示,未来设计目标将达到16.5吨。

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研究人员表示,“云霄塔”将能够使得太空旅行更经济、更便捷。“云霄塔”在降落后两天内可以实现再次起飞,在其生命周期内可以完成大约200次飞行任务。根据设计方案,它最初只能搭载货物。不过,喷气发动机公司有关负责人表示,随着技术的成熟,“云霄塔”经过较小幅度的改进后可以搭载大约30名乘客。一个耐压乘客舱将被安装于“云霄塔”的货舱位置上。朗斯塔夫表示,“最终,‘云霄塔’没有理由不能搭载乘客。”

研究人员表示,“云霄塔”能够相对便宜、经常性地进入太空。每架飞机能在着陆后两天内再次起飞,在其寿命周期内可执行约200次飞行任务。

“云霄塔”太空飞机可在普通飞机跑道起飞,比航天飞机发射费用低

喷气/火箭混合发动机

太空飞机起初只能运送货物,但“云霄塔”经过最小限度改造后能携带约30名乘客。加压乘员舱能替代货运舱安置在“云霄塔”有效载荷舱。

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“云霄塔”的设计理念与美国宇航局的航天飞机以及其他大多数太空飞机有所不同,它将不再需要助推火箭。相反,作为一种单级入轨航天器,“云霄塔”采用了一种独特的喷气/火箭混合发动机“佩刀”。目前,“佩刀”喷气/火箭混合发动机正在由英国喷气发动机公司研发。

与NASA航天飞机和多数太空飞机设计不同,“云霄塔”不需要助推火箭协助升空,其自身就是一种利用独特的混合喷气/火箭发动机的单级入轨运载器。

该太空飞机设计师认为它未来可向国际空间站送递补给货物

“佩刀”喷气/火箭混合发动机通过燃烧氢气和氧气产生推进力。在“云霄塔”飞行的最初阶段,它的工作原理就像是喷气机,从大气中吸入氧气助燃,直到达到26千米的高度和5马赫的速度。接下来,“佩刀”发动机又转变成更加传统的火箭模式,即消耗随机携带的氢气和氧气,完成余下的旅程,直到最后进入轨道。

编辑:国防科技网 责任编辑:张海

在“佩刀”吸收大气氧气阶段,发动机节省了由“云霄塔”所携带的大量液态氧,从而减小了“云霄塔”负担,充分降低了成本,同时也提高了“云霄塔”的有效负载能力。不过,研究人员也承认,他们也面临一个巨大的技术挑战,即随着项目向前推进,他们必须能够证明这种发动机的可行性。[page]

关键测试

被高速吸进“佩刀”发动机内部的大气肯定极端炽热。为了能够在吸气飞行阶段提高发动机的效率,就必须让吸入的空气充分降温,直至降到零下150摄氏度,然后再进行压缩,再与氢气发生反应。这一过程就是6月份即将进行测试的过程。工程师已经研制出一个新型的“预冷却”系统来完成这项工作。6月份测试的关键就是看该系统能否通过首次考验。

如果“预冷却”系统能够工作,投资者将再投资3.5亿美元,以帮助“云霄塔”项目再上台阶。朗斯塔夫表示,下一阶段的工作可能就是完成太空飞机的整体设计,到2014年全面完成发动机测试工作。

对于“预冷却”系统的测试结果,朗斯塔夫信心满怀,他表示,“这是一项崭新的技术。”如果测试成功,“云霄塔”的研究工作将实现飞跃性进展,因为这款太空飞机主要依赖于这项尚未验证的技术。

通往太空之路

项目资金管理方云霄塔企业有限公司首席执行官萨姆-哈特奇森表示,如果6月份的测试一切顺利,那么“云霄塔”有望到2016年时开始亚轨道试飞,到2018年实现轨道试飞。哈特奇森希望,到2020年“云霄塔”太空飞机能够实现商业运营。

在第17届太空飞机与高超音速系统与技术国际会议,哈特奇森详细介绍了“云霄塔”太空飞机不同研发阶段的资金投入情况。他估计,整个研目到最后可能需要耗资150亿美元。目前,投资者们对于“云霄塔”太空飞机所取得的研究进展感到很兴奋。美国宇航局和欧洲航天局于数月前分别完成了对该项目的设计评估,两家机构都对“云霄塔”太空飞机的研究进展及前景表示乐观。

哈特奇森对6月份的测试非常有信心,他认为这架太空飞机是可行的。但是,“云霄塔”通往太空之路并非一帆风顺。哈特奇森认为,缺乏一致的鼓励太空商业活动的规章制度,以及多方参与的私营太空飞行革命,都将是“云霄塔”太空飞机实现真正起飞的绊脚石。相关:英国开发太空飞机能以5倍音速入轨

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82米长的“云霄塔”太空飞机能以更为低廉的费用将乘客送入太空

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开发人员认为,“云霄塔”太空飞机有朝一日将取代美国航天飞机,将货物和宇航员送入国际空间站

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“云霄塔”太空飞机的剖面图,显示了液氢燃料箱和液氧燃料箱

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“云霄塔”太空飞机可以从常规机场起降,从而减少了航天飞行的成本

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波音公司太空舱的艺术概念图。该公司称,这个太空舱将来可携带乘客到达低地轨道

新浪科技讯 北京时间9月19日消息,据国外媒体报道,英国科学家表示,他们正在开发一种能从普通机场跑道起降的太空飞机,可以将太空游客以五倍于音速的速度送入地球轨道,这种飞机有望在10年内问世。[page]

发射费用大大降低

太空飞机“云霄塔”机身长270英尺,预计耗资7亿英镑建造,可搭载24名乘客,由英国工程技术公司“喷气发动机”设计。它不使用常规外燃机,而是采用两台内燃机,通过从大气吸收氢气和氧气作为燃料,以5倍于音速的速度进入距地面18英里的高空,接着再飞离地球大气层。

英国航天局将于下周举行为期两天的研讨会,商讨由私营企业参与开发“云霄塔”太空飞机的可行性。这种飞机每次飞行的成本约为630万英镑,远低于使用火箭将乘客送入太空的9700万英镑的费用。喷气发动机公司联合创始人、现任技术总监理查德·瓦威尔在接受《工程师》杂志采访时说:“实现太空之旅的梦想耗资巨大,但是,没有那一条物理定律说必须以某种方式实现这一梦想。我们必须证明哪个是可行的。”

一旦进入地球轨道,“云霄塔”太空飞机将利用电脑系统实现对推进和飞行高度的控制。开发人员表示,它有一天或可取代美国航天飞机,将重达12吨的货物和宇航员送入国际空间站。“云霄塔”太空飞机创新性发动机系统利用推进剂到达地球大气边缘,接着转而通过火箭动力到达轨道。

采用创新动力设计

火箭第一级利用大气的空气冷却,然后将其压缩到发动机,与氢气一同燃烧。火箭第二级接着启动,依靠液态氢和少量液态氧,以最高达25马赫的速度驱动飞机进入太空。轨道激动系统可以控制推进和飞行高度。“云霄塔”太空飞机采用经过高度绝缘和低温冷冻处理的常用推进剂,这套系统可以在轨道运行最长达7天。

在重返大气层时,“云霄塔”太空飞机通过一层层的反射箔,将热量释放出去,同时阻止炽热气体进入机体内部。喷气发动机公司认为,在全球范围内,“云霄塔”太空飞机的销量可达70架。

瓦威尔在接受采访时表示:“一个简单的事实是,地球是一个更大系统的一部分。太阳系的矿物资源是地球的许多倍。我们现在说的好像科幻小说一样,但从理论上讲,没有任何事情能阻止你实现这一目标,享受它给你带来的乐趣。你可以想象一下,将来,对工业非常重要但又具有污染的几个过程可以在太空实现,而成品则被带回地球。”

波音载人航天器

日前,美国波音公司对外宣布,他们正在开发一款载人航天器,将来,乘客可以通过这款航天器进入低地轨道。该波音表示,已与美国太空冒险公司达成协议,将正为美宇航局开发的波音CST-100载人航天器推向市场。波音公司称,CST-100可以搭载7人,最早能在2015年进行低地轨道飞行。

编辑:国防科技网 责任编辑:张海

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