悉尼大學(xué)3D打印陶瓷基復(fù)合材料發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)射系統(tǒng)，為高超音速客機(jī)鋪平道路

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據(jù)New Atlas報(bào)道，澳大利亞公司HypersonixLaunch Systems不僅希望使衛(wèi)星進(jìn)入軌道的成本更低、更方便，而且更環(huán)保。該公司正在開(kāi)發(fā)一種以綠氫為動(dòng)力的可重復(fù)使用的發(fā)射系統(tǒng)，將小型衛(wèi)星送入軌道，而不產(chǎn)生任何碳排放或其他有害氣體，并且該公司正在考慮進(jìn)一步開(kāi)發(fā)高超音速客機(jī)。

被稱為Wirraway的三級(jí)發(fā)射系統(tǒng)由DeltaVelos軌道器和Boomerang第一級(jí)助推器組成，兩者都可以重復(fù)使用。Boomerang將把Delta Velos軌道器加速到5馬赫，然后分離，正如其名稱所示，返回基地。

然后，軌道器將繼續(xù)前進(jìn)，從5馬赫加速到最高12馬赫的速度，并進(jìn)入上層大氣，從那里釋放50公斤（110磅）的衛(wèi)星有效載荷，然后將其提升到低地球軌道（LEO）或太陽(yáng)同步軌道（SSO）。然后，軌道器將返回基地，像傳統(tǒng)飛機(jī)一樣降落，準(zhǔn)備加注燃料再次飛行，該技術(shù)旨在實(shí)現(xiàn)快速周轉(zhuǎn)時(shí)間。

Delta Velos軌道器將由四臺(tái)HypersonixSpartan Scramjet（超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)）推動(dòng)，該公司稱這是30年研究的結(jié)果，“通過(guò)HiFiRe和HyShot項(xiàng)目進(jìn)行了6000多次地面發(fā)射和11次亞軌道飛行”。這些項(xiàng)目也為Hypersonix的許多員工提供了直接經(jīng)驗(yàn)。

Spartan由悉尼大學(xué)研究人員使用下一代增材制造技術(shù)生產(chǎn)的3D打印陶瓷基復(fù)合材料（CMC）部件制成，可重復(fù)使用，不包含移動(dòng)部件，提高了其可靠性。它還提供碳中和的推進(jìn)力，因?yàn)樗商?yáng)能產(chǎn)生的氫氣驅(qū)動(dòng)，只排放水蒸氣。該團(tuán)隊(duì)希望在2024年底左右讓Delta Velos軌道器升空。

然而，該公司將從較小的規(guī)模開(kāi)始，以驗(yàn)證發(fā)射系統(tǒng)的功效以及飛行器設(shè)計(jì)的速度、可重復(fù)使用性和范圍，首先是Dart AE，一個(gè)按比例縮小的技術(shù)演示器，將有大約2.8米長(zhǎng)。它將僅由一臺(tái)Spartan發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，航程為500公里（311英里）。該項(xiàng)目將在今年年初啟動(dòng)，目標(biāo)是在2023年第一季度進(jìn)行首發(fā)。

更大的Delta Velos演示器將隨后推出。它的長(zhǎng)度為5.5米（18英尺），翼展為2米（6.6英尺），機(jī)身直徑為0.6米（1.9英尺），它將有四個(gè)Spartan scramjet發(fā)動(dòng)機(jī)，使其航程為2500公里（1553英里），最高速度為12馬赫。它預(yù)計(jì)將于2023年第四季度飛上天空。

一旦設(shè)計(jì)得到證實(shí)，該公司就會(huì)推出全尺寸的Delta Velos軌道器，其長(zhǎng)度為12米（39英尺），翼展為3.5米（11.5英尺），直徑為1米（3.3英尺）。

由于軌道器被設(shè)計(jì)成可與任何助推器配合使用，使其能夠從任何發(fā)射場(chǎng)發(fā)射，所以直到DeltaVelos飛行時(shí)，Hypersonix才會(huì)尋求與現(xiàn)有的火箭制造商合作開(kāi)發(fā)Boomerang助推器。雖然技術(shù)的選擇還沒(méi)有確定，但該公司傾向于 Boomerang助推器也是綠氫燃料的。

而且該公司并不打算停留在將衛(wèi)星送入軌道上。雖然它將首先專注于利用無(wú)人駕駛飛行器使技術(shù)成熟，但它也將尋求開(kāi)發(fā)高超音速客機(jī)，在短短2.5小時(shí)內(nèi)將乘客從澳大利亞運(yùn)到美國(guó)東海岸。