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[科普知识] 云霄塔空天飞机简介

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发表于 2018-4-19 07:28 超大游击队员 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 oyzw 于 2018-4-19 08:10 编辑

http://m.chuansong.me/n/2298935852325 上回书说道(大不列颠的通天之塔——“云霄塔”空天飞机及SABRE简介(前传)),英国人在美国航天飞机成功首飞的同时,开展了可重复使用航天运载器的研发工作。以艾伦邦德这位天才工程师为核心的团队提出了RB545吸气式火箭发动机和HOTOL单级入轨空天飞机的概念,并且希望其成为当时欧洲下一代发射系统竞争中的佼佼者。但由于技术风险过大和其他种种原因,HOTOL项目最终被取消。艾伦邦德、约翰斯科特和理查德瓦尔维尔这三位HOTOL项目的核心人物共同创办了反作用发动机公司(Reaction Engines Limited,REL)。自此,HOTOL的新篇章——“云霄塔”的故事开始了。

http://m.chuansong.me/n/2298935852325
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发表于 2018-4-19 11:22 | 显示全部楼层
桑格尔无疾而终了?
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 楼主| 发表于 2018-4-19 11:26 超大游击队员 | 显示全部楼层
zmic797 发表于 2018-4-19 11:22
桑格尔无疾而终了?

早停了吧  当时的技术条件限制太多,现在云霄塔的技术支撑好多了
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发表于 2018-4-19 12:12 超大游击队员 | 显示全部楼层
预冷式发动机可能要成了,又TM要被甩个代差。
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头像被屏蔽
发表于 2018-4-20 10:46 超大游击队员 | 显示全部楼层
strangerbbc 发表于 2018-4-19 12:12
预冷式发动机可能要成了,又TM要被甩个代差。

成不了,技术跨越太大
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发表于 2018-4-21 21:39 | 显示全部楼层
又是 字全部看得懂系列
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发表于 2018-4-22 20:50 | 显示全部楼层

RE: 云霄塔空天飞机简介

strangerbbc 发表于 2018-4-19 12:12
预冷式发动机可能要成了,又TM要被甩个代差。

中国在高超音速领域不是连美国都不一定能比么?
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 楼主| 发表于 2018-4-23 08:50 | 显示全部楼层
云霄塔“云霄塔”是英国的一个单级入轨空天飞机概念。这种太空飞机可以从普通飞机跑道起飞,将实现以5倍音速速度携带24位乘客抵达太空,并能重复使用200次。该太空飞机是由英国“发动机反应”工程公司建造的,它摒弃采用传统的外置发动机,靠两个内置新型发动机驱动,飞行速度五倍于音速。发动机运转后,会吸收空气,然后把它降温、压缩,与氢一起燃烧,产生推力,让航天飞机上升到距地面约3万米的大气层外。接着,液态氢和少量液态氧燃料产生的力量会帮助飞机进入太空中的预定轨道。云霄塔全长约83米,翼展26.8米,起飞重量325吨,火箭采用液氢液氧推进剂,LEO运载能力约17吨,LEO运输成本700美元/千克。
云霄塔空天飞机计划于2025年首飞。
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发表于 2018-4-23 17:20 | 显示全部楼层
空天飞机在1980年代可是大热门啊,后来淡出了。
现在改成隔几年出来露个脸炒个概念了?
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发表于 2018-5-15 20:00 | 显示全部楼层

RE: 云霄塔空天飞机简介

本帖最后由 不玩CS的T 于 2018-5-15 20:03 编辑

英国人传统上就是小团队、小公司开脑洞厉害,但开了脑洞却大概率的没钱填......
所以就留下一系列“令人痛心疾首”的烂尾。
比如过氧化氢做氧化剂的火箭技术,再比如阿芙罗730——话说这货跟本帖的主角云霄塔(skylon)气动外形很有几分相似的样子。
还比如蓝剑导弹——呃,还是过氧化氢......
还有本贴提到的那个HOTOL.....
总之HOTOL和skylon之间有一定的继承关系,毕竟反作用引擎公司的三个初创都出自HOTOL团队。
实际上HOTOL的发动机是罗-罗负责的,RB545已经有进气预冷了——用液氢冷却空气,所以就必须要解决冷却器结霜问题,当时的方案是分级冷却,也就是先冷却到10°C,此时空气中的水蒸气会冷凝,然后的操作就相当妖孽,直接在初冷的空气中喷入液氧,空气被快速冷却到-50°C,直接把空气中的水滴变成极细的冰晶,这样就不会结霜了。而且那个时候肯定对冷却器的设计与材料选择都已经有了大量的探索。这些成果都可以直接引入到佩刀的研发当中。
冷却后的空气还会进入空气压缩机做进一步的压缩——这个压缩机的动力来源是啥?
对于HOTOL来说就是冷却空气后的液氢——呃,也已经不是液体了,再绕回来推动涡轮带动压缩机.....
然后呢?这个氢气中多数都被排出去了,当然也会产生推力,只是肯定是没能最大限度发挥作用。
总之冷却空气后的热氢气并不能在进入再生冷却循环,也不能进入燃烧室......
而佩刀比起RB545来说巨大的飞跃就是封闭热循环。
具体看下面附件这个图。
也就是说反作用引擎新开的脑洞就是放弃直接液氢冷却空气的方案,采用液氢冷却氦气,氦气再冷却空气的间接冷却方案,而氦气还作为整个发动机的热循环介质,在冷端——液氢-氦气热交换器和热端-空气预冷器(M5.5下进气温度可以达到1000°C)和预燃气-氦气热交换器之间循环,并带动空气压缩机和液氧泵,液氢泵是由液氢-氦气热交换器产生的氢气推动,在经过了氢气泵涡轮之后的氢气还要 推动氦气循环泵,然后再进入预燃室,产生的富燃燃气在通过氦气热交换器后,进入主燃烧室,跟液氧混合燃烧。
好,大概就是这个流程。
我不知道这个团队是不是盯着空调看了很久.......
但是脑洞确实令人佩服,已经引多个重量级投资人折腰解囊。
th (1).jpg
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发表于 2018-5-15 20:06 | 显示全部楼层

RE: 云霄塔空天飞机简介

strangerbbc 发表于 2018-4-19 12:12
预冷式发动机可能要成了,又TM要被甩个代差。

预冷进气发动机很多家在搞,日本人也有搞。
不知道是不是更会让国人焦虑。
http://www.aero.jaxa.jp/eng/research/frontier/hst/
各家的技术方案各有不同,但是都认为5倍音速以上,液氢为代表的低温燃料加进气预冷的优势很大。
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 楼主| 发表于 2018-5-15 20:22 超大游击队员 | 显示全部楼层
不玩CS的T 发表于 2018-5-15 20:06
预冷进气发动机很多家在搞,日本人也有搞。
不知道是不是更会让国人焦虑。
http://www.aero.jaxa.jp/en ...

目前据说是采用喷雾乙醇的方式来降低结霜速度。现在已采用氦气做热交换介质,液氢也只是闭循环,汽化的氢气应该是被引入了旁路亚燃冲压燃烧室。
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发表于 2018-5-16 08:33 | 显示全部楼层

RE: 云霄塔空天飞机简介

不玩CS的T 发表于 2018-5-15 20:06
预冷进气发动机很多家在搞,日本人也有搞。
不知道是不是更会让国人焦虑。
http://www.aero.jaxa.jp/en ...

这话不能这样讲,说不定原理样机已经在某科研机构的实验车间里摆着了,不过样子绝对会让你觉得是一堆报废的废铜烂铁。。。。。。
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 楼主| 发表于 2018-5-16 08:55 超大游击队员 | 显示全部楼层
asds145 发表于 2018-5-16 08:33
这话不能这样讲,说不定原理样机已经在某科研机构的实验车间里摆着了,不过样子绝对会让你觉得是一堆报废 ...

东南大学近期做了些关于降低结霜度的材料特性研究,其他的国内没有进行投资研究。
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 楼主| 发表于 2018-5-16 10:19 超大游击队员 | 显示全部楼层
不玩CS的T 发表于 2018-5-15 20:00
英国人传统上就是小团队、小公司开脑洞厉害,但开了脑洞却大概率的没钱填......
所以就留下一系列“令人痛 ...

美国 以色列这样的脑洞小公司更多,真正的创新孵化器
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发表于 2018-5-16 21:47 | 显示全部楼层

RE: 云霄塔空天飞机简介

oyzw 发表于 2018-5-16 10:19
美国 以色列这样的脑洞小公司更多,真正的创新孵化器

难道中国TREE不要冷却的吗?
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发表于 2018-5-16 22:43 | 显示全部楼层

RE: 云霄塔空天飞机简介

zmic797 发表于 2018-4-19 11:22
桑格尔无疾而终了?

统统半途而废:英国的霍托尔,西德的桑格尔,法国的赫尔姆斯,日本的希望
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 楼主| 发表于 2018-5-17 00:03 超大游击队员 | 显示全部楼层
A-SET 发表于 2018-5-16 21:47
难道中国TREE不要冷却的吗?

不是冷却的,结构原理完全不一样,TREE属于对高热进气的硬扛处理。
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 楼主| 发表于 2018-5-17 00:04 超大游击队员 | 显示全部楼层
网络启智 发表于 2018-5-16 22:43
统统半途而废:英国的霍托尔,西德的桑格尔,法国的赫尔姆斯,日本的希望

那个年代材料技术大部分都不过关,几十年的技术发展已经能基本解决当年遇到的问题。
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发表于 2018-5-17 01:10 | 显示全部楼层

RE: 云霄塔空天飞机简介

不玩CS的T 发表于 2018-5-15 20:00
英国人传统上就是小团队、小公司开脑洞厉害,但开了脑洞却大概率的没钱填......
所以就留下一系列“令人痛 ...

这个谢谢科普
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发表于 2018-5-17 01:10 | 显示全部楼层

RE: 云霄塔空天飞机简介

不玩CS的T 发表于 2018-5-15 20:00
英国人传统上就是小团队、小公司开脑洞厉害,但开了脑洞却大概率的没钱填......
所以就留下一系列“令人痛 ...

这个谢谢科普
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发表于 2018-5-17 01:10 | 显示全部楼层

RE: 云霄塔空天飞机简介

不玩CS的T 发表于 2018-5-15 20:00
英国人传统上就是小团队、小公司开脑洞厉害,但开了脑洞却大概率的没钱填......
所以就留下一系列“令人痛 ...

这个谢谢科普
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