由澳大利亚复合材料公司执行董事 Kerryn Caulfield 撰写。
在地面上,声波的传播速度约为每秒340米。当飞机的速度超过声速时,它就是超音速飞机。高超音速是声速的5倍多,也就是“5马赫”,也就是每小时6000多公里。在马赫数5及以上时,高超声速飞行器上流动的分子所产生的摩擦可以产生超过2000摄氏度的温度。我只想说,位于布里斯班的航空航天工程初创公司Hypersonix Launch Systems正在选择材料来应对这些极端情况。
Hypersonix发射系统公司成立于2019年,旨在利用高超音速超燃冲压发动机技术从澳大利亚提供可持续的卫星发射服务。在很短的时间内,在大流行的阴影下,由近20名航空航天工程师和材料专家组成的Hypersonix团队开发出了可重复使用的超燃冲压发动机技术,用于使用可持续绿色氢燃料驱动的发动机。
Michael Smart博士,Hypersonix联合创始人、首席技术官和研发主管,是公认的超燃冲压发动机技术的世界领导者,在返回布里斯班之前曾在NASA兰利研究中心(超燃冲压发动机分部)担任研究科学家。他的母校是昆士兰大学的高超声速中心,该中心是全球公认的高超声速领域领先的大学研究团队之一。斯玛特博士坚持认为,随着进入太空的成本越来越低,次数越来越多,太空垃圾和化学推进火箭排放的气体对平流层的污染也越来越严重。开发多任务航天器以绿色氢为动力是一种审慎的解决方案。绿色氢是在环境可持续的过程中产生的,利用太阳能从水中提取氢。
“超燃冲压发动机是喷气发动机的一种,依靠空气中燃料和氧气的燃烧来产生推力。我们已经开发出了绿色氢动力斯巴达超燃冲压发动机,使用陶瓷基复合材料(CMC)来承受太空旅行中太空飞行器所经历的高温,特别是在受控的再入阶段。高温负载每次飞行仅持续20分钟左右,对于可重用性,至少30次循环就足够了。复合材料在高温下也具有较高的强度和重量比,具有较高的抗热震性和韧性。碳纤维增强碳化硅(C/ SiC)可使用高达1500℃。斯玛特博士建议道。
Hypersonix的SPARTAN能够从5马赫加速到12马赫;或者是声速的5到12倍。德尔塔-维洛斯(Delta-Velos)汽车采用了SPARTAN发动机,可以在不排放二氧化碳或其他有害气体的情况下飞行2500公里以上,然后像传统的飞机一样在跑道上降落,并能在正常状态下再次完成所有任务。
斯玛特博士坚持认为,Hypersonix没有实现垂直整合的野心:“我们的核心知识是冲压喷气发动机,以及如何开发可持续的高超音速飞机。我们正在积极寻求多用途运载火箭和发动机及其部件的耐久性和耐高温性的研究和开发。”该公司最近与南昆士兰大学、波音澳大利亚公司、西门子公司(多物理计算流体动力学软件)和工业气体公司BOC有限公司建立了合作伙伴关系。
联邦政府认识到,新太空经济是由对初创企业的私人投资和私人技术利益推动的。它正在通过赠款援助和建立相关的法律和监管框架来启动该部门,该框架既能履行国际义务,又能促进工业增长,同时又能在空间和地球上保持安全可靠的运作。它的目标是到2030年将该行业对GDP的贡献增加两倍,达到120亿美元,并创造2万个就业岗位。去年,Hypersonix公司获得了澳大利亚联邦工业、科学、能源和资源部门的加速商业化资助。
斯巴达超燃冲压发动机是可重复使用的,由氢驱动,燃料效率高。这是世界上最“绿色”和可持续的超燃冲压发动机。
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