X-Racers,启动你的火箭!

X-Racers,启动你的火箭!

它有喷气发动机的轰鸣声,但没有伴随的呜呜声——只有震耳欲聋的雷声。而且这架飞机太小了,就像一辆大众汽车加上了半挂车的气喇叭。它冲下跑道,陡峭地爬升,然后从新墨西哥州拉斯克鲁塞斯机场围栏两旁的人群中冲出去,迅速消失在十月晴朗的天空中。轰鸣声渐渐减弱,消失了。这架被称为 EZ-Rocket 的飞机驶过一个弯道,机翼向观众飞去。空军训练的试飞员、前航天飞机指挥官里克·瑟福斯 (Rick Searfoss) 控制着飞机,他默默地滑行,直到他重新点燃两个以异丙醇为动力的火箭发动机之一。他向左倾斜,以每小时 160 英里的速度冲过一个高 S 形弯道,回到与跑道平行的位置,然后将火箭淡蓝色的排气管朝着欢呼的人群挥去。这些人来到了第一届年度商业太空飞船博览会——2005 X Prize Cup,来观看下一代火箭飞行器,他们并没有失望。但没有人比 Searfoss 玩得更开心。“我只能告诉你,这真是一记重拳,”他在着陆后欣喜若狂地说道。

很快,如果一切顺利的话,10 架像这样的火箭动力飞机将在两英里长、5000 英尺高的赛道上飞驰,争夺 200 万美元的冠军奖金。这些飞机体型更大、速度更快,喷出 10 英尺长的橙色和黄色火焰。这是航天企业家彼得·戴曼迪斯和前印地赛车联盟车队共同拥有者格兰杰·怀特劳的愿景,他们也是火箭赛车联盟 (RRL) 的联合创始人。两人去年成立了联盟,他们认为汽车在平坦的椭圆形赛道上飞驰已经是上个世纪的事情了。RRL 计划在今年 10 月的 2006 X Prize Cup 上首次亮相第一架体型更大、更厉害的火箭飞机 X-Racers,并在 2007 年在全国各地的比赛中派出多达 10 架这样的飞机,并在 2007 X Prize Cup 上进行冠军争夺战。

戴曼迪斯和怀特劳希望吸引到与纳斯卡和印地赛车一样多的观众和家庭观众。他们将观看由顶级公司赞助的大型网络节目。当然,这一切都取决于筹集数百万美元的启动资金、吸引愿意为每辆 X-Racer 支付近 100 万美元的车队老板、制造飞机,以及可能最难的是说服体育迷花钱参加另一场争夺他们注意力的赛事。无论如何,这都是一项艰巨的任务。

但戴曼迪斯的事业就是将不可能变为现实。他为第一艘私人太空船颁发的 1000 万美元安萨里 X 奖帮助太空旅行从大型政府项目领域推向私营部门。现在,他想让普通民众也能负担得起太空旅行。“我是那种从小就热爱太空的人,但总觉得它遥不可及,没有人情味,”他说。“我的人生使命是让太空成为一种个人体验。”对于朝着这个更崇高的目标努力的戴曼迪斯来说,火箭竞赛联盟只是一个中间步骤,它将利用体育赛事将火箭推向主流。

加速发展
为了启动这项事业,迪曼迪斯向怀特劳求助,怀特劳既是风险投资家,也是赛车专家。2000 年,他和迪曼迪斯成为朋友,当时迪曼迪斯加入了怀特劳共同创立的一家名为 TrendSphere 的技术智库。不久之后,怀特劳带迪曼迪斯参加了他的第一场赛车比赛——印地 500 大赛,当晚,他们在热烈的讨论中勾勒出了火箭赛车背后的理念。但直到伯特·鲁坦的公司 Scaled Composites 凭借 SpaceShipOne 于 2004 年赢得安萨里 X 大奖赛,迪曼迪斯也创立了 X 大奖赛后,他和怀特劳才开始认真工作。

他们面临的挑战非常多——不仅要创建新的赛车联盟,还要创建一种全新的赛车类型。
这是百年一遇的工程。他们需要为飞机开发安全可靠的火箭技术,为“空中跑道”建立真正具有竞争力的比赛,为观众开发体验比赛的新方式,并说服粉丝和赞助商接受这个想法。

不过,首先要做的是:弄几架火箭飞机。幸运的是,他们先发制人,制造了一架由 XCOR Aerospace 制造的火箭驱动飞机。XCOR 总部位于加利福尼亚州莫哈维(与 Scaled Composites 一样),正在开发自己的亚轨道宇宙飞船,并将自制的 Rutan 设计的 Long-EZ 飞机火箭化,作为技术演示器 - EZ-Rocket。汤
用更强大、更持久的
运行火箭发动机,将燃料换成煤油,形成明亮的橙黄色排气羽流,给它
能够在维修站快速加油,用最先进的 GPS 赛车导航系统进行更新,你就能拥有一辆翱翔天空的 IndyCar。一辆 X-Racer。

Diamandis 和 Whitelaw 将 XCOR 带入他们的新企业,并聘请了已经担任 XCOR 试飞员的 Searfoss 担任首席飞行员。该团队决定使用小型制造商 Velocity 生产的 Long-EZ 飞机
佛罗里达州塞巴斯蒂安的飞机是 X-Racers 的机身。虽然比 Long-EZ 更大,但 Velocity 飞机也是推进式飞机,螺旋桨在后部而不是前部。用火箭发动机代替发动机和螺旋桨,它非常适合 X-Racers。

只有一个问题:XCOR 的工程师们不知道是否可以制造出可行的火箭赛车。“我们担心可能会遇到物理定律问题,”XCOR 总裁杰夫·格里森承认——具体来说,就是担心能否快速给火箭加油,让它们在一小时的比赛中转四次或更多次。火箭赛车联盟的成功取决于 X-Racers 的着陆和进站,就像他们的四轮同行一样。Diamandis 和 Whitelaw 认为 X-Racers 的进站时间应该少于 10 分钟,最好不超过 5 分钟。格里森听到这个消息不禁笑了起来;EZ-Rocket 通常需要在两次飞行之间进行两到三个小时的准备时间,其中包括半小时到 45 分钟的时间来装载火箭燃料需要燃烧的液氧 (LOX)。

XCOR 首席工程师 Dan DeLong 和他的团队多年来一直在考虑液氧装载问题。他们认为快速加油是降低太空飞船运营成本的关键,而这也是大多数太空企业家的目标,他们已经考虑了许多可能的解决方案。在这种情况下,他们将受益于这样一个事实:X-Racers 的进站加油将通过第一批液氧预冷油箱。
容纳诸如液氧(LOX)之类的低温液体的储罐比其他储罐需要更长的时间来填充,因为最先接触到储罐壁的液体会像热锅上的水一样沸腾 - 但 XCOR 减少装载时间的其余计划要求使用新的专有设备来填充车辆的储罐。

去年 10 月,XCOR 工程师在莫哈维机场公司机库外的停机坪上对备用 EZ-Rocket 储罐进行了测试。储罐在 50 秒内装满了 250 磅液氧。据 Greason 所知,这是前所未有的。

X-Racer 增加的燃料需求带来了另一个挑战——在压力下输送燃料。由于 Velocity 飞机不是为加压罐设计的,因此 X-Racer 的火箭必须采用泵供油。泵供油火箭通常使用高速涡轮泵将煤油以与加压罐类似的速度压入,但一次要花费一百万美元,涡轮泵是不可能的。相反,XCOR 测试了一种新的往复式活塞泵。虽然它比涡轮泵简单且便宜,但它会间歇性地输送燃料,就像自行车打气筒将空气喷入轮胎一样。DeLong 和他的团队设计了一个蓄压器,它可以在单独的腔室中积聚压力,并以稳定的流量将其输送到发动机。DeLong 和他的工程师最近在 XCOR 车间的长凳上安装了活塞泵,并用水模拟火箭燃料。

该系统表现非常出色,而且解决了两个最大的工程难题后,格里森感到信心十足,决定为 RRL 制造飞机。戴曼迪斯和怀特劳几乎就要开始比赛了。

刺激游乐设施
接下来的问题是如何让比赛对飞行员来说更具竞争力,对观众来说更具吸引力。没有人希望看到飞机一起急速飞行 15 分钟,然后同时进站。

答案是错开起跑时间——飞行员们将以几分钟的间隔成对起飞。他们将与时间赛跑,争夺最佳总时间,但要竞相绕过对方,以保持较短的时间。计划在早期的 RRL 比赛中使用多达 10 架 X-Racer,其中几架将随时启动引擎,以高达 230 英里/小时的速度起飞、爬升和通过高 G 转弯。每架飞机 1,800 磅推力的火箭发动机将在四分钟内耗尽燃料,在每场长达一小时的比赛中至少需要四次降落进行进站,每次进站之间最多有 15 分钟的飞行时间。飞行员将尽可能通过滑翔来延长飞行时间,并保留火箭助推——每次持续 5 到 30 秒——以用于超越其他赛车手等关键时刻。
瑟福斯表示,管理飞机的能量将是该战略的重要组成部分。但在这四分钟的加速时间内,飞机的高推重比将使其加速到与 F15 相当的程度,这应该会让飞行员感到兴奋。

西尔福斯和火箭赛车手、世界级特技飞行员肖恩·塔克将帮助挑选这些飞行员​​。据火箭赛车业务发展经理迈克尔·德安杰洛称,他们不难找到新人。“我们收到了退役战斗机飞行员、宇航员、特技飞行员和汽车赛车手的询问,他们也恰好驾驶喷气式飞机,”他说。

他们会来吗?
也许火箭竞速联盟拥有技术、工程人才、资金支持(来自 Whitelaw、Diamandis 和其他合作伙伴)以及启动该项目所需的一切。但它能成功吗?
怀特劳和戴曼迪斯坚持认为,火箭竞赛与赛车的共同点将多于与相对不为人知的飞行竞赛,比如一年一度的里诺飞行竞赛,后者更像是一项小众体育赛事。他们计划组建类似印地赛车和纳斯卡的赛车队,任何能支付费用(每支车队每年约 100 万美元)并符合 RRL 标准的人都可以成为车队的所有者。当然,他们也会努力吸引企业赞助商。

所有这些都取决于吸引数百万粉丝,正是这些粉丝让赛车成为一项重要产业。然而,做到这一点可能是 RRL 面临的最大障碍。“所有赛车系列都试图利用人们与汽车之间的联系,因为他们会驾驶汽车,”Indy Racing League 执行副总裁 Fred Nation 说道。“我们所有人可能都在某种程度上觉得,‘好吧,我可以做到。’”很少有车迷能够成功参加赛车比赛,但这并不重要,重要的是他们可以想象自己坐在驾驶座上,体验比赛的乐趣。对于火箭赛车来说,这更难做到,因为大多数人不驾驶飞机。此外,Nation 表示,“赛车的吸引力部分来自于车手承担的风险。你可以清楚地认识到赛车手承担的风险,因为你可以看到他们之间的竞争非常激烈。在 Indy Racing League 中,赛车手们是一对一的较量。我认为,对于火箭或飞机来说,真正的竞争可能看起来并不那么激烈。”

这种差距凸显了 RRL 的核心斗争。就像它希望参与的新兴商业航天业一样,RRL 是由那些希望通过自己的努力实现梦想的梦想家们创立的。将富有的梦想家送入太空的旅游飞船,比如 Scaled Composites 为维珍银河公司建造的飞船,有成功的潜力。无法到达太空的火箭动力竞赛飞机可能面临更艰巨的挑战,因为它们必须吸引更广泛的粉丝,而这些粉丝可能并不那么乐观。但只有一种方法可以确定该计划是否可行。先生们,启动你们的火箭吧。

居住在纽约伍德斯托克的迈克尔·贝尔菲奥雷 (Michael Belfiore) 正在撰写一本有关商业太空飞行的书。

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