5月26日消息，據英國廣播公司(BBC)報道，英國的最新空天飛機概念設計“雲霄塔”(Skylon)，日前通過了重要的技術審查關。
計劃中的這種革命性空天飛行器將像火箭那樣執行空間飛行任務，但是卻可以像普通飛機那樣，利用常規跑道進行滑跑起飛和降落。
歐洲空間局的推進系統專家審查了這一概念設計的詳細方案，並要求在下一步開發階段進行地面演示，以便了解其一項關鍵性技術創新——Sabre型引擎的性能。
這種新型引擎采用了全新的設計理念，在飛行初期它將和普通的航空發動機一樣，從空氣中吸入氧氣支持燃燒驅動，而當飛行器爬高升入太空後則能自動切換至火箭那樣的推進模式。
正是其采用的這種單級入軌，以及可重復使用的設計，使這種空天飛機的前景被普遍看好，預計它將能大大降低航天活動的成本，如大大節省火箭推進燃料的消耗。
成熟的理念
英國航天局(UKSA)此次提請歐洲空間局組織專家對這種空天飛機設計進行技術評估，結果顯示並沒有發現任何明顯的設計缺陷。歐空局的馬克·福德(Mark Ford)博士表示：“就我們目前所看到的來說，我們尚沒有發現任何大的缺陷。”福德博士是歐空局推進工程部門的主管。他在評估報告中寫道：“歐空局沒有發現任何可能導致引擎項目發展受阻的嚴重設計缺陷。”
事實上，英國已經秘密在這一項目上進行了30多年的研發。最早是在1980年代，英國宇航公司(BAE)和羅爾斯羅伊斯公司提出了這種極具創新性的設計理念。
但是最初那個被稱作“Hotol”的設計是存在技術缺陷的，它最終導致這兩家宇航技術公司終止了相關開發工作。
但是當年參與這項工作的工程師們並沒有放棄這一計劃，他們不斷完善著自己的想法和設計，因為他們意識到這種技術在將來對於項目的成功將是非常關鍵的。現在他們在一家名為“反應工程公司”(REL)的機構繼續進行這方面的研究。
這種引擎通過氫氧燃燒來產生推力，但是在低層大氣，它則直接從空氣中汲取氧氣而不消耗自身的液氧儲備。
這就意味著這種84米長的空天飛機將能減輕自身燃料攜帶量，從而提高其發動機的推重比，進而實現一步進入軌道的設計目標，而不是采用傳統火箭那樣笨重的層級推進。
但是要將進氣式和火箭式的發動機設計融合起來，在技術上將面臨巨大的挑戰。
在超高速飛行狀態下，Sabre發動機的進氣口吸進來的空氣溫度將高達1000攝氏度。這些高熱氣體在被壓縮並送入和氫氣混合點燃之前需要事先進行冷卻。反應工程公司的工程師們對此進行的設計是一種全新的預冷器，稱作“熱交換器”。
這項技術采用極細的管路分布，將高溫空氣中的熱量在不到1/100秒的時間內冷卻至零下130攝氏度。
但這種情況下，空氣中的少量水汽會首先凝結，覆蓋在超細管路表面，從而阻礙系統的正常運行。
攻堅克難
於是，工程師們又專門針對這一問題開發了解決方案，以確保管路系統能持續工作。歐空局的專家組成員在實驗室中觀摩了工程師們對這種“秘密技術”的演示，並隨後證實了這種技術的有效性。反應工程公司的專家們表示，他們將在今年夏季完成一個標准尺寸樣機，並和實際發動機樣機進行聯合測試。
“我們並非面面俱到，我們只關注於引擎以及設計的結構問題，”馬克·福德博士說。“但是就目前我們所查看的情況來說，我們並沒有看到什麼明顯的缺陷。這是一種非常有趣的技術，並且如果它最終被投入使用，那將是非常具有創新性的。”
假如今年夏季的全尺寸樣機測試順利，那麼反應工程公司的私人投資者將進一步撥款2.2億英鎊(約合3.5億美元)來資助他們進行下一階段的研究工作。
這將包括建造一個全尺寸演示樣機，用於在地面上對發動機的整個工作流程進行演示，從空氣吸入式推進，到火箭式推進，到兩種模式之間的轉換。
反應工程公司相關人士表示，目前將一公斤的有效載荷送入地球靜止軌道的費用約為1.5萬美元，但雲霄塔型空天飛機的可重復使用型設計將大大降低這個數字，預計可以達到1000美元以下。
如果這一項目正式進入實際建造，所需的費用將大約為90~120億美元之間，但是反應工程公司表示他們將自籌資金，而不會依靠政府撥款。
阿蘭·邦德(Alan Bond)，REL公司總裁表示：“政府沒有這方面的預算，而我們也希望這一項目是完完全全的私人投資項目。”
他繼續說：“政府可以為我們做的，包括幫助我們進行後勤保障，以及幫助我們在後期妥善處理運營許可，以及涉及相關空間國際法的問題。而政府有關方面也已經表達了在預算投資合理的情況下滿足我們這些要求的意願。”(晨風)