揭秘英国超高音速吸气式空天飞机发动机

欧洲航空局（ESA）本周二透露，该机构已经决定投资6000万英镑（约合5.6亿人民币）协助英国Reaction Engines发动机技术公司开发协同式吸气火箭发动机（Synergistic Air Breathing Rocket Engine，简称：SABRE）。
介绍显示，SABRE发动机的主要设计使用对象是未来的空天飞机，这种飞行器能够像普通飞机一样利用地面机场跑道起飞，然后以超高音速飞向宇宙空间执行各种飞行任务，比如：发射卫星、运送空间站给养以及太空旅游等。
ESA表示，SABRE发动机本质上仍属于超然冲压发动机的范畴，这类发动机的最大特点是体积小、推力大并且能够在超高音速飞行过程中确保发动燃烧室不会因“窒息”而熄火。
但是与其它的同类产品不同，SABRE发动机在燃料使用结构上做出了优化，当飞行器处在低层大气环境中时，发动机将会像普通飞机发动机一样从外界吸入空气来用于燃烧，而当飞行器抵达大气层边缘或是进入外层空间之后，便会切换至火箭发动机模式，利用所搭载的液氧、液氢以及液氮进行混合燃烧产生动力。这样的设计可以有效地减少火箭燃料的消耗和携带量，从而进一步降低飞行成本。
与此同时，对于任何以满足超高音速飞行为目的发动机来说，温度控制同样显得尤为重要。ESA官方介绍称，当飞行速度达到5马赫时，那么发动机本身将不得不面对来自内部燃烧和高速气流摩擦所产生的双重极高温考验，这种温度甚至可以轻易融化任何一种导热性最好的合金材料。
因此，为了解决之一问题，技术人员为SABRE设计了一套高效的散热系统，该系统能够在百分之一秒的时间内将空气温度从1000摄氏度降至零下150摄氏度，从而使整个发动机的工作温度始终处在一个可控的范围内。
目前，ESA已经设计出一架长达85米空天飞机原型机——Skylon，该飞机将被用于初步测试SABRE发动机的性能和相关技术可行性。