AM易道导语:
在航天工业的发展历程中,推进系统始终是制约航天器性能的关键瓶颈。
2024年10月29日,波罗的海上空见证了航天史上的一个重要时刻:
德国POLARIS公司的MIRA II验证机成功点燃了搭载的AS-1气尖式火箭引擎,实现了公开信息披露的全球首次3D打印气尖式火箭引擎的飞行测试。
这款由3D打印技术打造的创新推进系统在三秒钟的点火过程中,为这架5米长、229公斤重的验证机提供了900牛顿的推力,实现了每秒4米/秒²的加速度。
这次突破性的飞行测试中,MIRA II在四台煤油涡轮发动机的推动下,按照预定航线完成自动驾驶飞行,随后成功实现了AS-1液氧/煤油线性气尖式火箭引擎的点火。
这不仅标志着增材制造技术在航天核心部件中的重要突破,或许更预示着太空运输概念的可能性的进一步提高。
这篇文章我们来看看事件背后的德国公司Polaris的宏伟蓝图以及其有趣的工作进展。
MIRA系列:气尖火箭引擎的突破
MIRA(VCN-004)是POLARIS发展历程中的重要转折点。
这款4.25米长、210公斤重的演示机专门用于验证线性气尖式火箭引擎的飞行性能。
气尖式火箭引擎相比传统钟形喷管火箭引擎具有显著的性能优势。
2023年10月,MIRA在佩内明德机场完成首飞。
虽然在2024年2月的一次跑道事故中受损,但这次挫折反而促使公司开发出更先进的MIRA II和MIRA III双子星项目。
新一代的MIRA II和MIRA III长度达到5米,机翼面积增加30%,
但重量仅增加几个百分点,体现了显著的工程进步。
最新的测试显示,如前文所描述,其搭载的AS-1气尖发动机增材制造技术生产的发动机采用箭型喷管设计,不仅实现了减重,还能根据不同高度和压力自动调节性能。
面向未来的全方位技术路线
作为最终演示验证平台,公司计划于2025年首飞的NOVA(VCN-005)将整合此前所有技术成果。
这款7-8米长的验证机将展示安全、可重复的火箭动力超音速飞行能力,并在此基础上完成机场运营的全部监管要求。
POLARIS的技术路线图显示,公司计划在2027年推出轻型太空飞机Aurora。
以下内容,根据AM易道理解,属于长期目标,尚处于演示阶段,未见实际公开成果。
这款的设计目标是将能够实现从普通机场起降,无需专门发射场,可搭载最高1000公斤轨道载荷或10000公斤亚轨道载荷。
更远大的目标是在2030年代初期推出完全可重复使用的重型轨道太空飞机,这将为航天运输带来革命性的成本降低。
这款计划于2028年投入运营的多用途飞行器计划具备五大核心应用场景:
首先是卫星和轨道货运发射,通过两级入轨方案可将发射成本降低2-3倍;
其次是亚轨道和高超声速研究,实现实验的可重复性和样本回收;
在国防领域,其独特的飞行包线(超过100公里高度和10马赫速度)具有显著优势;
此外,在超高速运输和载人亚轨道飞行方面也具备升级潜力。
1. https://www.polaris-raumflugzeuge.de/Technology
2. https://www.3dnatives.com/en/polaris-spaceplanes-tests-a-3d-printed-aerospike-rocket-engine-020120254/
3. https://www.polaris-raumflugzeuge.de/Technology/Demonstrators
4. https://www.polaris-raumflugzeuge.de/Technology/Aerospike-Engines
5. https://www.polaris-raumflugzeuge.de/Technology/Light-Spaceplane-AURORA
6.https://www.polaris-raumflugzeuge.de/News
7. https://newatlas.com/aircraft/worlds-first-successful-aerospike-rocket-flight-test/
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