美国宇航局工程师提议将电磁炮和超燃冲压发动机结合起来,将航天器送入轨道

美国宇航局工程师提议将电磁炮和超燃冲压发动机结合起来,将航天器送入轨道

今年 4 月,奥巴马总统敦促 NASA 想出一种比传统火箭更便宜的航天器发射方法。到 9 月,NASA 的工程师们提出了一项计划,可以节省数百万美元的推进剂,提高宇航员的安全性,并允许更频繁地飞行。只需要两英里的火车轨道、一架能以 10 倍音速飞行的飞机,以及足以照亮一座小镇的电力。

该系统需要两英里长的轨道炮来发射超燃冲压发动机,然后超燃冲压发动机将飞到 20 万英尺的高空。超燃冲压发动机随后将有效载荷送入轨道并返回地球。这个过程比火箭发射更复杂,但工程师们表示它也更灵活。有了它,NASA 可以在一天内将一颗 10,000 磅重的卫星送入轨道,第二天将一艘载人飞船送往月球,而所用推进剂仅为当今火箭的一小部分。

这听起来太过神奇,不可能成为现实。但 NASA 肯尼迪航天中心的物理学家斯坦·斯塔尔 (Stan Starr) 表示,与其他无需火箭的太空进入计划不同,每项相关技术都足够先进,可以在 10 年内进行测试。NASA 的超燃冲压发动机已达到 10 马赫的速度,并持续了 12 秒;去年春天,波音公司的 X-51 超燃冲压发动机以 5 马赫的速度创下了 200 秒的记录。电磁炮也即将问世。海军正在测试一种电磁发射系统,以取代从航空母舰上弹射战斗机的液压系统。“我们已经准备好了所有原料,”参与该项目的 NASA 航空航天工程师保罗·巴托洛塔 (Paul Bartolotta) 说。“现在我们只需要想办法把蛋糕做好。”

如何飞入轨道:

加速电磁炮

240,000 马力的线性发动机将 180 兆瓦的电力转换为电磁力,推动载有航天器的超燃冲压发动机沿着两英里长的轨道飞行。航天器在 60 秒内从 0 加速到 1,100 英里/小时(1.5 马赫)——速度很快,但重力加速度低于 3 G,可安全进行载人飞行。

启动超燃冲压发动机

飞行员启动高速涡轮喷气发动机并从跑道上发射。一旦飞行器达到 4 马赫的速度,流经喷气进气口的空气就会足够快,压缩、加热到 3,000ºF,并点燃燃烧室中的氢气,产生数万磅的推力。

进入轨道

在 20 万英尺的高空,没有足够的空气让以 10 马赫速度飞行的超燃冲压发动机产生推力。太空飞行从这里开始。两艘飞船分离,超燃冲压发动机向下俯冲,避开上方飞船发射尾部火箭将其送入轨道。

稳住落地

超燃冲压发动机减速,利用涡轮喷气发动机飞回地球,在跑道上着陆。一旦航天器将有效载荷送入轨道,它就会重新进入大气层,滑翔回发射场。两艘飞船可以在着陆后 24 小时内准备好执行另一次任务。

<<:  轨道科学公司加入新太空竞赛,公布微型航天飞机设计

>>:  2010 年度 100 项最佳创新一网打尽

推荐阅读

研究称人类二氧化碳排放可避免下一个冰河时代

地球可能在下一个千年内进入新冰河时代,但事实也可能不会如此,二氧化碳排放量增加导致的变暖可以避免深度...

海伦·凯勒的故事:一部描绘爱与光明天使的动人戏剧

海伦·凯勒的故事:爱与光的天使——回顾动人的动画传记故事1981年5月5日播出的《海伦·凯勒的故事:...

关于月球的最佳书籍

自从月球首次出现以来,地球人就一直在仰望它。它为我们提供了一盏夜灯(当然是通过反射,而不是它自己的发...

湘南爆走族12樱吹雪毕业典礼——彻底解析感情高潮与人物成长

《湘南爆走族12:樱雪的毕业典礼》——青春的结束与新的开始《湘南爆走族12:樱花暴风雪中的毕业典礼》...

数百万年前,雄性蚊子可能也是吸血动物

如果你曾经被蚊子咬过,那一定是雌蚊咬了你的皮肤。雌蚊是吸血蚊,也就是说它们以动物血液为食。然后它们用...

远古时期的海水让南大洋保持凉爽

这是气候科学中最令人困惑的问题之一。随着碳污染导致全球气温升高,南大洋温度反而下降,而不是上升。北极...

借助此投资和教育平台,在 2023 年做出更好的投资

今年即将结束,你可能已经开始盘点自己做过的或希望做过的财务举措。对于大多数人来说,他们后悔没有尝试更...

Twitter Blue 回归,比以往更加令人困惑

Twitter 于周一正式重启了其搁置的 Twitter Blue 订阅服务。该订阅服务承诺提供三种...

哆啦 A 梦电影《大雄与钢铁兵团》评论:回顾与钢铁兵团的史诗冒险

哆啦 A 梦电影《大雄与钢铁兵团》——一场充满情感和冒险的旅程电影《多啦 A 梦:大雄与钢铁兵团》于...

1950 年的 DIY 语音助手可以使收音机静音并控制玩具火车

早在 SIRI 之前,就有了 Audrey。但甚至在 Audrey 之前,就有了名字受到挑战的 Vo...

揭秘《Fate/Grand Order》中藤丸立香的魅力与秘密

Fate/Grand Order 藤丸立香 不明白 - Fate Grand Order 藤丸立香 ...

为什么 DARPA 希望其机器人能像孩子一样思考

学走路就是从失败中吸取教训,然后再试一次。每次迈出新的一步都伴随着体重不平衡,而且脚下的地面可能与之...

2014 年顶级工程创新

在决定我们城市景观的所有物理限制中,也许最违反直觉的就是电梯缆绳。非常长的标准缆绳太重,无法牵引,这...

鲁邦三世 绿 vs 红 - 彻底比较哪个更好

鲁邦三世 绿 vs 红 - 鲁邦三世 绿 vs 红■ 公共媒体卵子■ 原创媒体漫画■ 发布日期200...

古老的石墙蕴藏着地球磁北极漂移的秘密

当我还是个孩子时,我住在新罕布什尔州南部,我家的房子位于一个废弃的农庄上,那里曾经有住宅,现在由采石...