航天科普：空天飞机的发动机有何特殊之处？

航天科普：空天飞机的发动机有何特殊之处？

2012-03-01

　　空天飞机就是既能航空又能航天的飞行器，集喷气式飞机、运载火箭与航天飞机于一身，它既可以作为载人航天器，又可完全重复使用。空天飞机上同时有飞机发动机和火箭发动机，它起飞时也不使用火箭助推器，而是像普通飞机一样从跑道上凭借喷气式发动机起飞，在高空逐渐加速，以高超音速在大气层上层飞行。进入太空前，因为氧气稀薄，喷气式发动机切换为火箭发动机，以自带的氧化剂和燃烧剂助推进入太空，成为航天器。空天飞机降落时则可以像普通飞机一样在飞机场降落。
　　
　　为了实现这一功能，工程师想到一个可行的解决方法，就是使用超音速燃烧冲压喷气发动机（简称scramjet）作为空天飞机的引擎。这种发动机在升空时会从大气吸入氧气。由于飞行时会捕捉空气而不用携带载助燃剂，飞机起飞重量大大减轻。就拿今日所使用最先进的发射系统航天飞机来说，约有一半的发射重量是来自液态氧与氧化剂。整个系统必须一路承载着这些重量，让火箭持续燃烧燃料以进入轨道。换句话说，同样燃烧一公斤的推进剂时，scramjet所产生的推进力是火箭的四倍。在经过几十年断断续续的发展后，具实用性的scramjet可望展翅而飞。各国研究人员已经在2007年与2008年对这种进行了关键而全面的地面测试，2009年也进行了一系列突破技术障碍的飞行试验。
　　
　　例如，美国能源部的劳伦斯-利弗莫尔国家实验室已完成一种超高音速飞机的革命性设计。这架原型机是用氢做动力，时速近一万一千公里，即10倍音速。这样的风驰电掣使其可在2小时内飞到全球任何位置。这种飞机的与众不同在于它的飞行轨迹。它被设计成采用在大气层上缘飞行，像用石片打水漂一样在大气层上弹跳前进，轨迹类似一条正弦曲线。按照设计师的构想，这种飞机首先穿越大气层到4万米的高空，关掉发动机靠重力与惯性降回大气层表面。此时再启动scramjet发动机吸入空气推进助燃，再次升入太空。如此往复，不但燃料的燃烧效率得以提高，还减少了散热的麻烦。（赵洋）来源：航天科技集团网站





http://www.dsti.net/Information/Viewpoint/57752航天科普：空天飞机的发动机有何特殊之处？

2012-03-01

　　空天飞机就是既能航空又能航天的飞行器，集喷气式飞机、运载火箭与航天飞机于一身，它既可以作为载人航天器，又可完全重复使用。空天飞机上同时有飞机发动机和火箭发动机，它起飞时也不使用火箭助推器，而是像普通飞机一样从跑道上凭借喷气式发动机起飞，在高空逐渐加速，以高超音速在大气层上层飞行。进入太空前，因为氧气稀薄，喷气式发动机切换为火箭发动机，以自带的氧化剂和燃烧剂助推进入太空，成为航天器。空天飞机降落时则可以像普通飞机一样在飞机场降落。
　　
　　为了实现这一功能，工程师想到一个可行的解决方法，就是使用超音速燃烧冲压喷气发动机（简称scramjet）作为空天飞机的引擎。这种发动机在升空时会从大气吸入氧气。由于飞行时会捕捉空气而不用携带载助燃剂，飞机起飞重量大大减轻。就拿今日所使用最先进的发射系统航天飞机来说，约有一半的发射重量是来自液态氧与氧化剂。整个系统必须一路承载着这些重量，让火箭持续燃烧燃料以进入轨道。换句话说，同样燃烧一公斤的推进剂时，scramjet所产生的推进力是火箭的四倍。在经过几十年断断续续的发展后，具实用性的scramjet可望展翅而飞。各国研究人员已经在2007年与2008年对这种进行了关键而全面的地面测试，2009年也进行了一系列突破技术障碍的飞行试验。
　　
　　例如，美国能源部的劳伦斯-利弗莫尔国家实验室已完成一种超高音速飞机的革命性设计。这架原型机是用氢做动力，时速近一万一千公里，即10倍音速。这样的风驰电掣使其可在2小时内飞到全球任何位置。这种飞机的与众不同在于它的飞行轨迹。它被设计成采用在大气层上缘飞行，像用石片打水漂一样在大气层上弹跳前进，轨迹类似一条正弦曲线。按照设计师的构想，这种飞机首先穿越大气层到4万米的高空，关掉发动机靠重力与惯性降回大气层表面。此时再启动scramjet发动机吸入空气推进助燃，再次升入太空。如此往复，不但燃料的燃烧效率得以提高，还减少了散热的麻烦。（赵洋）来源：航天科技集团网站





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