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太空飛機特性
NASA發展太空飛機的主要目的,是想降低往返太空及地面間的運輸費用,歸納起來主要有以下3項。

1.充分利用大氣層中的氧,減少飛行器攜帶的氧化劑(Oxidants)容量,盡量減輕起飛重量。

2.飛行器可重覆使用,除消耗推進劑(Propellants)外不抛棄任何組件或推進器。

3.可在跑道起降,以簡化起飛(發射)及降落(重返)所需的場地設施及飛行器操作程式,並可減少維修費用。

噴射發動機的新構想
--極音速衝壓
太空飛機的飛行範圍是從大氣層內到大氣層外,速度從0加速到馬赫25,如此大的速度及操作環境變化,是目前現役任何單一類型發動機所無法勝任,因此爲太空飛機研發全新發動機成爲整個專案計畫的關鍵所在。

因噴射發動機需在大氣層中吸入空氣將之壓縮、燃燒、噴出,無需攜帶氧化劑,但無法在大氣層外運作,對太空飛機而言不太實用;而火箭發動機本身攜帶推進劑,可在大氣層內外運作,使用範圍較廣,但所攜帶的推進劑較笨重,比衝值小。故X-43的動力來源採用極音速衝壓發動機加火箭發動機助推的方式,以簡化整合的技術難題。

極音速衝壓噴射發動機是一種利用氣流進入發動機後減速,使氣流提高靜壓力的一種噴射發動機。其結構由衝壓進氣道(即作為壓縮段)、燃燒室、尾管等三部所組成。

此型發動機的運作方式,是利用飛行器在超音速飛行時,氣流進入發動機進氣道中擴張減速,任氣流自行壓縮以提高壓力,將動能轉變成壓力能(如進氣速度爲馬赫3時,理論上可使氣體本身壓力提高至37倍)。壓力和溫度升高後進入燃燒室與燃料混合燃燒,將溫度提高至2000〜2200℃,甚至更高。燃氣隨後經尾管膨脹加速,由噴嘴高速排出後産生推力。

極音速衝壓噴射發動機的構造簡單、重量輕、推重比大但沒有壓縮機,無法在靜止的狀態下起動,所以不宜作爲一般飛機的動力系統,而必須與其它型式的發動機配合使用,成爲混合式動力系統以作為加速動力源。而X-43就以本身的極音速衝壓噴射發動機與飛馬(Pegasus)火箭整合,以飛馬火箭為加速動力源。在到達極音速衝壓噴射發動機能正常運作的巡航速度時,火箭就與之脫離。

X-43使用的極音速衝壓噴射發動機,正處於研發及實驗階段。其使用液態氫(Liquid Hydrogen)為燃料,在超音速下運作,使X-43在飛行時馬赫數可達7〜10。
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    liu08222000 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()