德国太空飞机用AS-1增材制造发动机首次点火试车成功

以下文章来源于空天动力瞭望 ,作者Wency

当地时间2023年11 月 22 日,德国航空航天初创企业POLARIS公司的 AS-1 发动机点火试车成功。试车场地位于德国北部退役机场的内部开发测试台。这是该发动机的第一次点火,在低室压下进行,实现了上下燃烧室同时点火,从而减少飞行中可能产生的强烈俯仰力矩。在后续的测试中,该公司将增加燃烧室压力,优化点火顺序,并微调推进剂混合比例。POLARIS将AS-1发动机安装到MIRA验证版太空飞机上,预计在今年年底首次使用AS-1发动机飞行。

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MIRA 是该公司 AURORA 可重复使用多用途太空飞机和高超音速运输系统的小型验证机,长4.3米,由四台喷气发动机和一台推力为1kN 的AS-1液氧煤油火箭发动机提供动力。投入使用后,AURORA太空飞机能够将1吨的货物运送到近地轨道。

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MIRA于2023年10月下旬首次升空,飞行持续2.5分钟,总飞行距离约9公里。然而,这次飞行是在仅安装喷气发动机的情况下进行的,当时未安装火箭发动机。

2023年10月初,POLARIS公司接收了由德国增材制造制造商AM Global生产的2台AS-1发动机。1台是重型地面测试版本;另1台是较轻版本,用于MIRA太空飞机的飞行测试。该发动机的主要材料是Inconel合金。

POLARIS公司正在开发一系列linear aerospike火箭发动机,为其太空飞机提供动力。该公司表示,与传统火箭发动机相比,这种发动机有望显著提高效率。linear aerospike发动机依靠气压本身而不是钟壁来控制从火箭排出的废气。这使得发动机能够适应不同的气压。两种类型的linear aerospike发动机(环形发动机和线性发动机)在形状上有所不同(正如它们的名称所暗示的),但基本上以相同的方式工作。NASA曾考虑在航天飞机上使用linear aerospike发动机,但最终选择了传统的钟形喷嘴。洛克希德·马丁公司设计了航天飞机的后继者——X-33 太空飞机——考虑到了linear aerospike发动机,但该项目最终被废弃。但POLARIS公司认为凭借 3D 打印的最新进展,它可以克服发动机的一些设计挑战,特别是如何冷却发动机。

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POLARIS公司于 4 月份获得了一份德国军事合同,研究在航天飞机演示机中使用linear aerospike火箭发动机的潜力。

POLARIS 正在开发的linear aerospike发动机可实现发动机和机身集成,实现太空飞机的扁平翼设计。

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参考文献

[1] POLARIS Spaceplanes Begins Testing its AS-1 Rocket Engine[EB/OL]. [2023-12-7]. https://europeanspaceflight.com/polaris-spaceplanes-begins-testing-its-as-1-rocket-engine/.

[2] POLARIS successfully tests spaceplane engine – SpaceWatch.Global[EB/OL]. [2023-12-7]. https://spacewatch.global/2023/12/polaris-successfully-tests-spaceplane-engine/.

[3] The Elusive Aerospike Engine Could Finally Be Ready to Fly[EB/OL]. [2023-12-7]. https://www.popularmechanics.com/space/rockets/a43756195/aerospike-engine/.

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