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楼主: hkhtg090201
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[任务跟踪] skylon(云霄塔)空天飞机:漫长的实验已经开始

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 楼主| hkhtg090201 发表于 2014-1-15 18:39 | 显示全部楼层
英国反应发动机公司与美国空军实验室签署合作协议  
  
新闻发布时间:2014-01-15
  

  [据澳大利亚每日航天网站2014年1月14日报道]  美国政府首次与英国反应发动机公司签署正式合作研发协议,将评估该公司的“佩刀”(SABRE)吸气式火箭发动机的性能、应用和发展途径,以及其在高超声速飞行器中应用的潜力。
  
  与美国空军研究实验室签署的该协议,为英国反应发动机公司提供了更进一步的发展空间。该公司目前已成功演示验证了“佩刀”发动机的超轻型高性能热交换机技术。英国政府为“佩刀”发动机的下一阶段研发提供了1亿美元的经费支持。
  
  该项目经理表示,该协议将帮助美国空军研究实验室了解“佩刀”发动机的技术细节、独特的性能以及是否能提供比传统高超声速飞行器概念更具优势的集成技术。(中国航天系统科学与工程研究院 陈菲)   

  
padamsli 发表于 2014-6-6 18:12 | 显示全部楼层
欧洲报告:“云霄塔”空天飞机具备经济可行性
http://www.chinanews.com/mil/2014/06-06/6253672.shtml
  中新网6月6日电 据中国国防科技信息网报道,欧洲航天局(ESA)授权开展的一项研究得出结论:基于“云霄塔”可重复使用空天飞机的欧洲航天发射活动具备经济可行性。

  该研究报告名称为“基于‘云霄塔’的欧洲航天发射服务运营商(S-ELSO)”研究,由欧洲航天局授权委托反作用发动机公司(REL)牵头完成,参研单位还包括伦敦经济、奎奈蒂克和泰雷兹阿莱尼亚航天公司(TAS)。

      报告聚焦于研究“云霄塔”空天飞机的运营商如何满足市场需求。研究认为市场需求主要是高轨道的大型通信卫星,但也包括更小一些、位于太阳同步轨道的地球观测卫星。这其中相当一部分工作目前是由“阿里安5”运载火箭来承担,且未来将由“阿里安6”火箭来接替(目前在研,预计2020年后投入使用)。
  研究报告分析了“云霄塔”空天飞机将卫星送入轨道所需的部分硬件,和允许运营商盈利的经济性模型。报告还研究了“云霄塔”空天飞机如何在法国奎亚那库鲁航天站运营操作。报告给欧洲航天局提供了相关信息,帮助其评估欧洲在航天发射领域如何走出一条完全不同的路。“云霄塔”空天飞机与现在常用的运载火箭完全不同,它就像飞机一样从常规跑道上水平起飞和降落。“云霄塔”的核心技术在于推进系统,它能够在低空低速下像喷气式发动机一样工作,但到了高空高速(Ma5)后又能够转换成纯火箭模式。这种方式能够降低飞机重量,使其能够单次运载更多载荷进入轨道。

  报告还分析了“云霄塔”空天飞机是否能够运载发射政府和企业在未来20年及以后需要发射的各类载荷,其中包括体型巨大的电视、电话和广播卫星,其中最大的重达8吨。“云霄塔”空天飞机本身的设计高度只有几百公里高,因此它还需要一个上面级来将卫星最终送入36000公里高的同步轨道。因此,TAS受命分析这方面硬件的目标图像、使用方式和可行性。结果表明,这种方式完全可行。所不同的是,在使用上面级的情况下,一旦载荷重量超过6.4吨,则上面级就不可再回收利用,而只能在再入时自行烧毁。这与“云霄塔”一直强调的完全可重复使用有些冲突,不过好在6.4吨以上的载荷只占约10%。

  而对于大量地球观测卫星(较重的可达4吨及以上)所在的太阳同步轨道,“云霄塔”的运行方式又有所不同。当“云霄塔”携带这些卫星载荷达到几百公里的高度极限时,“云霄塔”空天飞机与卫星分离,卫星依靠自身动力最终达到800公里高度的目标轨道。因为“云霄塔”本身能够携带7吨重的载荷达到极限分离点,因此这些卫星能够携带足够多的燃料来完成跃升,进入目标轨道。

  尽管报告没有开展更加详细的评估,但“云霄塔”能够运输11吨载荷到空间站,还能够将2吨重的深空探测器发射脱离地球引力去探索其他行星。

  “云霄塔”能够最终投入实用很大程度上取决于它的“佩刀”(Sabre)发动机,“佩刀”目前正处于最终设计和验证阶段。英国政府正在提供6000万英镑的资金来帮助完成该阶段。如果进展顺利,“云霄塔”空天飞机将在2020-2030年制造并首飞。

  除了发动机,发射价格也是关键因素。欧洲目前对下一代运载火箭的目标是7000万欧元发射一枚大型通信卫星。要保持竞争力就必须不断降低发射成本,这就要求在可重复使用程度和周转时间间隔这两大指标必须不断提升,而这又要求前期的研发投入增加,这又反过来加剧了成本问题。

  S-ELSO报告文件显示,如果“云霄塔”按计划顺利完成研制,那么S-ELSO业务与7000万欧元的价格相比将十分具有竞争力。如果“云霄塔”的研制能够得到一定程度的政府支持(这将有助于降低采购成本),那么S-ELSO业务与4150万欧元的价格(该价格是美国SpaceX公司“猎鹰9”运载火箭当前的价格)相比仍将具有竞争力。这意味着尽管“云霄塔”的制造和运营是纯商业的,但极可能仍需要引入某种形式的公私合营关系。(中国航空工业发展研究中心 廖孟豪)

 楼主| hkhtg090201 发表于 2014-8-21 21:06 | 显示全部楼层
本帖最后由 hkhtg090201 于 2014-8-21 21:14 编辑

英国反应发动机公司推进技术将应用于美国军用高超声速飞行器

新闻发布时间:2014-08-21

[据美国航天网2014年8月18日报道]美国空军考虑将用于英国“云霄塔”航天飞机的发动机技术用于美国军用高超声 速飞行器。

美国空军研究实验室官员表示,该实验室正在研究的高超声速飞行器可能采用佩刀发动机,该发动机为英国反应发 动机有限公司研制“云霄塔”航天飞机动力。目前,预冷器的技术成熟度达到5,表明其样机在“典型环境中”完成了“彻底 的试验”。反应发动机公司正在寻求与欧洲其他公司进行合作,希望发动机部件由其他公司提供,该公司则作为发动机 系统集成商。预期将在2019年早期在韦斯科特对两台佩刀发动机进行试验。

佩刀发动机发展计划预期花费3.6亿英镑,目前已获得8000万英镑的资助,其中6000万英镑来源于英国政府。2014 年1月该研发计划进入第三阶段,该阶段分为3A,3B,3C,3D四个部分,3A部分于2014年1月开始,涉及到发动机系 统设计、发动机布局修改、性能研究,预计2014年4月结束。3B部分定义
发动机部件特性和生产技术规格,计划2015 年1月开始,并持续一年时间。3C阶段将继续采用政府与私人联合资助的形式,将于2015年中期开始,该阶
将进行发 动机部件的详细设计,并确定其制造商。(中国航天系统科学与工程研究院 张连庆 陈萱)
xingzheshengcun 发表于 2014-8-21 22:17 | 显示全部楼层
佩刀发动机的确不错,看上去(?)并不难到哪去。兔子应该尝试性动动山寨的念头。
 楼主| hkhtg090201 发表于 2014-12-17 12:32 | 显示全部楼层
刚才央视午间半小时,又暴出云霄塔消息,加紧开发。打算2019年前在库鲁试飞,5倍音速。
sarchiel 发表于 2014-12-17 20:27 | 显示全部楼层
火箭涡轮发动机,这个比超燃冲压容易?也能单级入轨?
xingzheshengcun 发表于 2014-12-19 20:40 | 显示全部楼层
sarchiel 发表于 2014-12-17 20:27
火箭涡轮发动机,这个比超燃冲压容易?也能单级入轨?

是液化空气火箭发动机。是。是。
风语 发表于 2014-12-20 13:11 | 显示全部楼层
   参考消息网12月17日报道 外媒称,一家英国空天技术公司正在研制一种航速高达五倍音速的飞机,能够在四小时内把乘客送到地球上任何地方。
      《印度斯坦时报》网站12月15日发表题为《新型飞机可在四小时内到达全球任何地方》的文章称,英国喷气发动机公司正在研制的新型发动机系统,将为机上300名乘客的四小时全球之旅铺平道路。
      该公司首席工程师艾伦·邦德表示,一项冷却技术能够使进入“佩刀”发动机系统的空气在0.01秒内骤降1000摄氏度以上。
      据美国“商业内幕”网站报道,这一技术将使喷气式发动机的动力达到目前难以企及的水平。
      新型冷却系统使用了一组“回旋形”细管,管内充满浓缩氦。这些细管能够吸收管外空气中的热量,使空气在进入发动机前骤降至零下150摄氏度。
      通常情况下,这样的做法会导致空气中的水汽发生凝结,使发动机表面出现霜层。但据英国《每日电讯报》此前报道,英国喷气发动机公司同样研究出了避免结霜的方法。
      这样一架飞机的售价为11亿美元,其机身长度将达到276英尺(约合84米),飞机将被命名为“云霄塔”。
      它将像普通飞机那样水平起降,按照计划,“云霄塔”将在2019年进行试飞。
      http://science.cankaoxiaoxi.com/2014/1217/600509.shtml
xingzheshengcun 发表于 2014-12-20 20:24 | 显示全部楼层
据称日本的这种液氢预冷空气发动机也能飞5马赫。

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暗夜流星 发表于 2015-2-14 12:27 | 显示全部楼层
五代富文的文章介绍了一些情况
http://www.soranokai.jp/pages/shuttlerocket_8.html
暗夜流星 发表于 2015-2-14 12:31 | 显示全部楼层
本帖最后由 暗夜流星 于 2015-2-14 12:48 编辑

这个图很有意思,从长远来看,超燃冲压仍然是最佳的技术方案,但如果暂时无法实现,“佩刀”这样的方案也是不错的,至少比火箭强得多。当然,风险也在于此,如果超燃冲压能够实现突破,预冷的方案就可能面临研制出来(或者还没研制出来)就过时的局面。

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lemoncap 发表于 2015-2-14 15:23 | 显示全部楼层
估计十年内该相关领域会有重大突破
rhZhao 发表于 2015-2-14 17:07 | 显示全部楼层
我曾经幻想过,如果给战斗机上装上小型的液氧储存罐,在大气稀薄或者进气不足的时候对发动机提供额外的助燃剂。
不知道这个“佩刀”发动机系统是基于什么样的考虑这样设计的,是多有效的冷却系统是涡轮更有效并更转速工作么?
我想起了去年的奔驰车队的F1动力系统就是这理念出发的,把涡轮的一部分独立出来,让他可以更高的转速运行并且不会遇到散热问题。
Lsquirrel 发表于 2015-2-14 19:54 | 显示全部楼层
rhZhao 发表于 2015-2-14 17:07
我曾经幻想过,如果给战斗机上装上小型的液氧储存罐,在大气稀薄或者进气不足的时候对发动机提供额外的助燃 ...

佩刀发动机是复合双模式发动机,首先是启动后通过热交换器生成液氧,然后燃烧;还有就是液体火箭工作模式了
topzdx 发表于 2015-2-15 10:44 | 显示全部楼层
“新型冷却系统使用了一组“回旋形”细管,管内充满浓缩氦。”
这液态氦将来要用,还是暂时在研发过程中替代不安全的液氢?
xingzheshengcun 发表于 2015-2-15 11:00 | 显示全部楼层
topzdx 发表于 2015-2-15 10:44
“新型冷却系统使用了一组“回旋形”细管,管内充满浓缩氦。”
这液态氦将来要用,还是暂时在研发过程中替 ...

将来要用。用液氦冷却空气比直接用液氢效果好,用过的液氦再由大量的液氢冷却。
xingzheshengcun 发表于 2015-2-15 11:05 | 显示全部楼层
Lsquirrel 发表于 2015-2-14 19:54
佩刀发动机是复合双模式发动机,首先是启动后通过热交换器生成液氧,然后燃烧;还有就是液体火箭工作模式 ...

通过热交换器生成液氧
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只能将空气冷却至零下150摄氏度,所以应该还是以气氧的形式进入燃烧室。
喵科动物 发表于 2015-2-15 15:45 | 显示全部楼层
本帖最后由 喵科动物 于 2015-2-15 16:00 编辑
暗夜流星 发表于 2015-2-14 12:31
这个图很有意思,从长远来看,超燃冲压仍然是最佳的技术方案,但如果暂时无法实现,“佩刀”这样的方案也是 ...

即使从长远的理论极限看,超燃在这几个方案中最差

图上看超燃最低速度到最高速度的dv仅仅比亚燃略高,实际更差一些。
何况超燃还不能在低空启动抵消重力损失和空气阻力损失的dv(对于典型运载火箭二者共约1km/s=3M以上)。
仅仅看dv,超燃已经没有任何优势。

而且超燃需要高马赫和高动压的结合,热流率很高,会进一步增加防热结构质量,尽管不一定比再入严重。

超燃能获得“圣杯”一样的地位,学术意义和军事意义的成分更大。

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喵科动物 发表于 2015-2-15 15:48 | 显示全部楼层
topzdx 发表于 2015-2-15 10:44
“新型冷却系统使用了一组“回旋形”细管,管内充满浓缩氦。”
这液态氦将来要用,还是暂时在研发过程中替 ...

发动机本身用氦气的布雷顿循环驱动,以进气热交换器为高温热源、液氢热交换器为低温热源。
这样不仅提供动力还避免进气热交换器过冷结霜。
 楼主| hkhtg090201 发表于 2015-2-15 21:33 | 显示全部楼层
英国反应发动机公司(Reaction Engines)实现“佩刀”(SABRE)发动机里程碑
新闻发布时间:2015-02-14
  [据parabolicarc网站2015年1月26日报道]今年,英国反应发动机公司(Reaction Engines)正在增加团队人数及活动数量,来完成“佩刀”协同吸气式火箭发动机(SABRE,Synergistic Air-Breathing Rocket Engine)验证项目,正常情况将于2019年进行交付。该公司搬迁到了卡拉姆科学中心(Culham Science Centre)更大的场所处,将其两个分支制造厂合并到了位于迪德科特的同一个地方,并且整个公司都在招募新员工,已经为SABRE发动机全周期的设计、制造、测试做好了准备。在扩张阶段,该公司还购买了全新定制的设备,使其能够在厂房内大规模制造其独有的SABRE预冷器。
    
  该项目第一年中,关键的研发活动集中在吸气和燃烧系统上。近期完成的“初步需求审查”是项目发展过程中的里程碑,也是上述研发活动的一部分。研发活动50%由该公司私有资本资助,另外50%资金通过ESA途径,由英国太空局(UK Space Agency)提供。英国政府6000万英镑的资金支持以及公司私有资本的注入保障了这个发展阶段中下一步方案的实施,使该公司SABRE团队对在2020年之前完成SABRE发动机的全部静态验证充满信心,这一环节的实现将标志着推进技术自喷气式发动机诞生以来最重大的进展。
  
  反应发动机公司的总经理和总师阿兰·邦德(Alan Bond)称:“我们证明过的技术,以及我们在生产SABRE过程中所具备的机身与燃气涡轮机一体化的能力,不仅仅是发展更好的运载器的手段。这将成为新一代推进技术的开端,使更快和更有效的地球及太空运输成为可能。我们已经看到人类从太空服务中获得了巨大的利益。我相信人类大幅度增进与太空的联系将为期不远,反应发动机公司正在突破这个过程中的最大障碍,首先要使飞行器能够入轨。我们正在打开通往太阳系的大门。”
  
  反应发动机公司极轻的热交换器可以将1000℃的空气在0.01秒内冷却到150℃。SABRE采用独有的霜冻控制技术,可在温度低于0℃时避免结冰,这时发动机预冷器能够将巨大的热能(等同于450MW发电站产生的热量)转移,而预冷器的重量比一个标准的汽车还轻(<1.5吨)。
    
  采用独特热力循环的SABRE发动机在空天推进技术上是一个重大突破,可以使从跑到上起飞的飞机在大气层内加速至Ma5.5(超过喷气发动机所能产生速度的2倍),此后逐渐转变为纯粹的火箭推进模式,该模式适用于在大气层外飞行,可使飞行器加速至其轨道速度(Ma 25)。发动机的可行性在英国航天局要求的审查中得到了ESA的独立验证。
     
  反应发动机公司有一项公司私有资金资助的SABRE发动机技术发展项目正在开展中,在2013年英国政府宣布在SABRE发动机的研发中投入6000万英镑来支持首个SABRE验证发动机设计、制造、试验的准备活动。(中国航天系统科学与工程研究院 孙硕 陈萱)

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