饼干通知

我们使用cookie使我们网站的部分工作,并改善您的访客体验。
如果您只允许必要的cookie,我们网站的某些功能可能无法正常工作。


文章

这种旋转火箭发射系统可以改变进入太空的方式

约瑟夫Flaig

SpinLaunch L100轨道质量加速器的外观(来源:SpinLaunch)
SpinLaunch L100轨道质量加速器的外观(来源:SpinLaunch)

大约在19世纪末,当人们开始认真考虑将物体和人送入太空时,第一架飞机还没有飞起来。直到1944年,纳粹的V-2导弹成为第一个进入太空的人造物体,火箭推进进入太空才成为现实。

一些早期的概念反映了当时的军事硬件,即火炮。1902年有影响力的法国短片Le Voyage dan la Lune例如,展示了一门大型大炮向月球发射宇宙飞船。

尽管本世纪后期火箭技术取得了真正前所未有的进步,但在20世纪60年代,美国和加拿大仍然对发射飞行器进入高层大气和更远的想法很有吸引力,因为他们在高空研究项目(Harp)中以6马赫的速度将弹丸发射到高达179公里的高度。这种方法克服了经济型火箭太空发射的最大障碍之一——“火箭方程的暴政”,即所需的推进剂量随着速度变化率的增加而呈指数级增加。

考虑到传统火箭发射的巨大结构和重量的限制,航空航天企业家乔纳森·亚尼(Jonathan Yaney)从Harp项目中寻找灵感。然后又有了一个想法——与其发射它们,为什么不加速旋转火箭呢?

失控

就在Yaney成立8年后SpinLaunch在美国,该公司已经朝着这一目标取得了重大进展。首先,它利用其旋转硬件打破了物体旋转速度最快的世界纪录。然后,在2021年10月22日,该公司在新墨西哥州的美国航天港成功测试了其亚轨道加速器,以超音速向上发射了一架可重复使用的飞行器,之后将其回收。

SpinLaunch有一些大胆的野心。该公司声称,L100轨道质量加速器的电力驱动将提高速度,从而使到达轨道所需的燃料减少4倍,成本减少10倍,并且能够一天发射几次。

亚尼在SpinLaunch的视频中说:“目前,将小型卫星送入轨道的最低成本运载火箭大约是700万美元。”“SpinLaunch正在将成本降至50万美元以下。”

亚轨道和轨道加速器都可以在2024年之前为客户提供发射服务,它们的工作方式是一样的。运载火箭的外壳是碳纤维的,顶端是耐热的,装载在一根同样由高强度碳纤维制成的“缆绳”的末端。在电力驱动开始旋转机械臂之前,这个巨大的圆柱形真空室被减压。在没有空气阻力的情况下,飞行器被加速到近5000英里/小时(8000公里/小时),然后通过出口隧道向上抛向太空。

计算机生成的火箭发射前旋转图像(来源:SpinLaunch)

计算机生成的火箭发射前旋转图像(来源:SpinLaunch)

一旦它穿过大气层,外层就会脱落,由常规火箭级接管,将重达200公斤的卫星运送到近地轨道的预定位置。

Ruggedisation

这次火箭发射的技术和配套技术与以往的火箭发射完全不同,不可避免地会面临一些挑战。例如,L100的初始200公斤有效载荷限制远低于常规卫星的平均重量,尽管结合快速部署能力,它应该足以满足该公司的小型卫星星座目标市场。

卫星本身需要一些“加固”来承受动能发射系统的极端重力,但SpinLaunch的工程师已经在测试和测试组件,他们相信标准的材料和工艺将是合适的。该公司正在开发一系列高效的卫星底盘,与传统航天器相比,只增加了少量的质量。

该公司宣称的零排放发射也将依赖于使用低碳能源来启动动力发射系统。但是,对于每一个挑战,SpinLaunch似乎都有一个解决方案。进入太空从来都不容易,缺乏想象力比14层楼高的燃料箱更是个负担。


想要最好的工程故事直接发送到您的收件箱?专业工程通讯为您提供最前沿的工程和令人兴奋的新工作机会的重要更新。要注册,请单击在这里

专业工程发布的内容不一定代表机械工程师协会的观点。万博manbetx网址

分享:

阅读更多相关文章

专业工程杂志

专业工程app

  • 行业特点及内容
  • 工程及院校新闻
  • 新闻和功能独家应用程序用户

下载我们的专业工程应用程序

专业工程通讯

每周我们网站上最受欢迎和最热门的故事汇总,所以你不会错过任何东西

订阅专业工程通讯

选择进入您的行业部门通讯

相关文章