磁悬浮+冲压火箭+飞船---最经济的航天方式

磁悬浮+冲压火箭+飞船---最经济的航天方式



看了许多对现代航天的想法。对于现阶段,以怎么样的方式去遨游太空才是最经济的,始终是一个最主要的话题。看了很多想法,都觉得不理想。

根据现阶段的技术情况。我个人觉得,用磁悬浮+冲压火箭+可重复利用飞船相结合的三级方式。才是现阶段技术条件下能够经济遨游太空的最好方式。


想法简单,如图:整个飞船由三级组成,最下边是一部磁悬浮发射车。中段是一支装备冲压发动机的可重复利用火箭。最末端就是负载,就是飞船。飞船带有火箭动力。导轨分成三部分,即是加速段和减速段,后备段。


这样做的原因,只要有一点航空知识的人都很容易理解,现代实验性磁悬浮列车已经可以把物体加速到了3倍的音速,可以为航天提供第一步的速度,因为是地面额外动力,所需要的就仅仅是电力。当然,由于航天发射的特殊性,这个速度只要能够达到2倍以上音速就可以,就是冲压发动机的启动点。然后,冲压火箭从磁悬浮发射车上脱离,提供第二阶段的动力,将飞船送到60公里高度稀薄空气的平流层以上。冲压火箭最大的优点就是不需要带氧气,效率高,是第二段助推的不二首选。冲压火箭脱离以后,磁悬浮发射车开始减速,可以象战机一样,加装减速板和减速伞。同时磁悬浮轨道提供方向制动,保证磁悬浮发射车安全减速。最后,在巨大的速度还有稀薄的空气下,飞船依靠自己的动力就可以冲出大气层。整个过程所需要的燃料可以达到最小。并且由于三个部分都能够重复利用。所以经济性能就很好。

这里的速度可以计算的出来,在二倍多音速的情况下,启动冲压火箭以后,后面的两级会一直处于加速状态,冲到平流层顶端,就是空气稀薄到冲压发动机缺氧的高度,理论上是40到60公里的高度。只需要不到50秒钟的时间。冲压发动机的火箭完全可以胜任。而到达这一高度以后,冲压火箭达到5倍音速也不是难事,现在许多装备冲压发动机的导弹在稠密的中空都达到了五倍的音速。而在这巨大的速度下面,后面的飞船要穿越稀薄的大气层登天,就非常省燃料了。

冲压火箭相对于现在的各种火箭有一个非常巨大的优势,制造简单很多,所以,也就安全很多。重复利用性也更加好。就是相对于普通火箭的载荷小了点,但是实验已经证明,这个跟冲压火箭的发射初速度有关,启动的初速度越大,载荷越高。所以,载荷决定于磁悬浮发射车的最大速度。


这个系统的最大挑战就在于磁悬浮轨道的建造,因为即使飞船的重量只有10吨重,以此类推下来,整个起动的重量也超过100吨。要把一颗100吨,或者以上重量的“子弹”加速到2.5倍音速是非常不简单的,整个发射轨道的加速段长度会达到最少10KM以上,而减速段长度也不会少于5KM。为了应付巨大速度带来的热浪效应,音爆等等。导轨必须处于一个隔离性的轨道区内,并且,轨道区要配备相应的高效的冷却系统。当然,在航天工程方面,所有的工程几乎都是巨无霸。


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