美国公司研发能用于可重复使用运载火箭的微波推进技术
发布日期:2015-08-07 字体【

  据美国航天新闻网2015年8月3日报道,7月17日,美国逃逸动力公司宣布,成功测试了一种新型推进技术,有望实现低成本的单级入轨可重复使用运载火箭。

  微波推进技术简介  该公司为一家小型创业公司,近期在实验室内对其微波传输推进器进行了小规模测试。在测试中,公司向推进器传输微波能量,加热氦推进剂并产生了少量推力。

  公司总裁拉提夏o加里奥特o德卡尤克斯在7月17日举行的“2015新空间大会”上表示,微波动力推进技术将带来空间进入能力的下一个巨大飞跃。在传统的化学推进技术中,能量储存在推进剂本身,与此不同的是,微波推进技术将能量存储在地面上,并使用微波将能量传输到运载火箭。运载火箭上的热交换器将微波转化成热能来加热推进剂,如氢、氦,然后通过排出气体以产生推力。

  微波推进技术的优势  该概念降低了运载火箭的复杂度。加里奥特表示,这种火箭在本质上是坦克、涡轮泵、热交换器和塞式喷管的组合,与化学推进剂火箭相比非常简单。

  微波推进技术也比化学推进技术更高效。当前,常用的最高含能的推进剂是液氧和液氢,其比冲(测量火箭发动机效率的参数)约为450秒。加里奥特表示,公司测试的能量传输推进器的比冲超过500秒,用氢代替氦时能达到750秒。

  效率的提高和复杂度的降低,使推进剂占运载火箭质量的比例减少到70%,这意味着运载火箭有30%的质量可分配给有效载荷和结构,而这在化学推进剂火箭中只有10%。

  加里奥特认为,这种质量分数的增加使可重复使用运载火箭具有技术上和经济上的可行性,这种技术未来将实现可重复使用的单级入轨空天飞机。微波驱动的航天发射将是航天飞行领域的下一个巨大飞跃,因为该技术能产生高于单级入轨任务所需阈值的比冲。

  单级入轨可重复使用运载火箭概念  逃逸动力公司的长期目标是,将能量传输推进技术用于可重复使用发射系统。加里奥特在会上提出一种单级运载火箭概念,该火箭基于升力体设计,使用两个微波发射器阵列,每个阵列可产生约400兆瓦的功率。一个阵列位于发射台附近,将推动火箭从发射台上垂直起飞;另一个阵列位于200千米之外,可使火箭加速并进入轨道。

  该升力体火箭一旦进入轨道,将释放其有效载荷,并在轨道上运行一周后,再入大气层并滑翔降落到跑道上,以进行重复使用。加里奥特表示,每枚运载火箭可将重达200千克的有效载荷发送至低地球轨道,发射成本仅为当前的1%,但她没有说明具体价格。公司并未透露该系统的总研发成本,也没有透露目前已投入了多少资金。

  除了微波传输推进系统本身,这种系统还利用了许多进步技术。加里奥特提到迅速充电和放电技术的一些进展,其中某些研发工作是为了支持“大型强子对撞机”,还提到热交换器所用复合材料的一些技术进步。

  加里奥特表示,公司使用该技术研发可重复使用运载火箭还需要多年时间。在接下来的几年内,逃逸动力公司计划在投入轨道发射系统工作之前将进行更多的测试,从氦推进剂转换成氢推进剂,并增大推进器尺寸。她表示,公司有一个八年计划,目前已执行了三年。(中国国防科技信息中心 冯云皓 编译)

信息来源:中国载人航天工程网
(责任编辑:田雅文
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