美國科學家們目前設想的“東方快車”總體方案中有一種大型民用客機,它機體龐大,可以載客305名,航程12870千米,巡航時速5600千米,最大時速16090千米,飛行高度30千米。它的推進係統將采用多循環方式的組合式發動機組,使用的燃料是液氫作推進劑。這種飛機的使用費用與目前的寬體客機波音747差不多。專家預測,如果空天飛機民用型客機獲得成功,那麼,2010年“東方快車”就可以投入運營。

如果把這種客機改裝成能進入太空的“真正的空天飛機”,將引起旅遊者的極大興趣。

這在技術上並不困難,這種夢幻般的航天器將在不到24小時內四次飛越太平洋;世界旅遊者可在3小時內遊遍七洲四洋,環遊全球各地。這真是實現了神仙遨遊九州的美好願望。

人們設想,2010年時,“東方快車”將載著旅遊者進入近地軌道上的航天港,然後換乘專線宇宙飛船航班飛往太空城、太空旅館、月球城或火星基地。當然,這還要看航天事業的整體發展。

現在,全球科學界為獲得更快、更強的“太空穿梭機”,展開了一場激動人心的爭奪戰,看誰將首先搶占高技術製高點,巍然屹立於科學之巔。

哪些未來動力將使航天器如虎添翼

就目前而言,人造衛星、宇宙飛船和航天飛機上使用的是液體火箭發動機或固體火箭發動機。這種發動機在大氣層內使用,有明顯的不足之處。它沒有利用空氣中的大量氧氣而是自帶氧化劑。科學家一直在探討,可不可以采用多種組合的發動機。設想中,組合發動機是將渦輪噴氣發動機、衝壓發動機和火箭發動機組合成一個整體,組合的方式有多種多樣。

組合發動機在大氣層內作低超音速飛行時,渦輪發動機工作;作高超音速飛行時,衝壓發動機工作;在大氣層外空間作超高速飛行時,火箭發動機工作。不過,這種發動機的技術要求是非常高的,要集各種高技術於一體,協調工作。

核動力也是很有希望的一種航天動力。用核燃料的裂變反應把大量的熱能傳給工作流體(一般用液氫),可以大大提高液體火箭發動機的推力。

核火箭發動機基本上是液體火箭發動機的發展,能源是核反應堆提供的。早在20世紀50年代末,就有人對這種發動機方案進行了研究、試驗工作。主要困難是反應堆的放射性和熱輻射對人和材料的影響很大,要采取特殊的保護,以目前的技術水平,還難以解決。一旦輕型的防護技術問題解決了,核火箭發動機必將在航天領域大放異彩。

電熱火箭使用電弧加熱的火箭發動機。這種火箭反動機在液體火箭的燃燒室內以兩極間產生的電弧把電能轉變為熱能。發動機上裝有發電機供應低電壓、大電流的電源。燃料通過環形電弧後溫度升高,產生熾熱的燃氣通過噴管膨脹、加速,然後以每秒5000~7600米的高速噴出。這種火箭發動機在宇宙飛行器上已經采用過,但隻作為輔助動力。

日本研製的第一代衛星用的惰性氣體氙離子發動機,就是高速噴射的電熱火箭發動機。

最近日本又成功地研製了第二代氙離子電熱火箭發動機,減小了氙離子的損耗,今後將用於氣象衛星、通信衛星和廣播衛星上,其使用壽命將大大延長。

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