一架將由革命性新型發動機推動的超音速無人機首次飛上天空。當維納斯宇航公司的飛機日後實現超音速飛行時,它將由旋轉引爆火箭發動機(RDRE)提供動力。
超音速無人機聽起來似乎很新潮,但作為一個基本概念,它們的歷史卻算得上悠久。早在 20 世紀 50 年代初,美國空軍就開始研制遙控超音速噴氣式飛機,作為測試防空能力的目標、在危險地區進行偵察的平臺,或作為裝備常規彈頭或核彈頭的武器。
然而,在過去的 75 年中,它們都有一個共同點,那就是使用噴氣發動機作為推進器,使它們的飛行速度超過 1 馬赫。近年來,航空電子設備、空氣動力學和自主系統的進步使無人駕駛飛機的作用不斷擴大,但其核心仍是噴氣推進。
現在,維納斯宇航公司(Venus Aerospace)更進一步,在其最新的無人機上安裝 RDRE。2 月 24 日,當原型機在 12000 英尺(3700 米)的高空空投時,這架長 8 英尺(2.4 米)、重 300 磅(140 千克)的機器人飛機最高速度僅為 0.9 馬赫。這是因為它是由過氧化氫單推進劑發動機提供動力,以 80% 的推力運行,航程為 10 千米(16.1 千米),使其保持在音速以下。但與它同時運行的還有 RDRE 系統,該系統將在以後的飛行中接替它,使飛行器的速度超過 1 馬赫。
RDRE 從本質上說是一種克服火箭或噴氣發動機局限性的方法,它依靠的是一種更為新穎的無運動部件的原理。RDRE 由兩個同軸氣缸組成,氣缸之間有間隙。燃料/氧化劑混合物被引入並點燃。如果操作得當,就會產生緊密耦合的反應和沖擊波,在間隙內以超音速加速,產生更多的熱量和壓力。
因此,發動機更輕、更簡單,效率比傳統發動機至少高 15%。這意味著更大的有效載荷或更高的速度。幾周前,維納斯公司展示其 RDRE 的持續燃燒。
首席技術官兼聯合創始人安德魯-達格比(Andrew Duggleby)說:"使用空中發射平臺和火箭帶翼配置,使我們能夠以低成本快速完成我們的 RDRE 作為高超音速發動機的最低可行性測試。團隊以專業精神執行測試,並掌握大量數據,可為下一次飛行提供依據和調整。"
一切都將去向何方?維納斯公司表示,它計劃制造一種可重復使用的高超音速航天飛機,能夠以 9 馬赫(6900 英裡/小時/11000 公裡/小時)以上的速度運送乘客。它目前的名字叫"追星者"(Stargazer),它將起飛並"輕柔地"將自己推進到 17 萬英尺的高度--也就是卡曼線的一半多一點--然後進入高超音速狀態,在稀薄的空氣中大步前進。
其最終目標之一是制造一架由 RDRE 驅動的高超音速客機,名為"追星者"(Stargazer)。
維納斯曾提出過休斯頓到倫敦或舊金山到東京一小時旅行的想法。顯然,這隻是一個遙遠的設想,而且在未來,Stargazer 與現實之間還有很長的路要走。就近而言,該公司正在為各種國防應用開發這種發動機,這也是我們在中短期內有望看到它的主要場合。