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单级入轨的空天飞机

时间:2022-02-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:如“阿波罗”飞船连同“土星5号”三级火箭的总高度为ll0米,相当于36层楼高,重量近3000吨,当它从月球回到地面时,只剩下3.3米高、5.6吨重的指令舱了。现在航天运载工具的“胃口”极大,像“土星5号”火箭发射时,每秒钟要消耗l5吨液氧和煤油,这些推进剂必须自行携带。空天飞机在跑道上水平起飞,由普通飞机用的涡轮喷器发动机驱动,但是以液氢为燃料。由于从大气层中取氧,空天飞机可以少带许多液氧上天,减轻了起飞重量。

人类要送入太空的东西越来越多,也越来越重。如“阿波罗”飞船连同“土星5号”三级火箭的总高度为ll0米,相当于36层楼高,重量近3000吨,当它从月球回到地面时,只剩下3.3米高、5.6吨重的指令舱了。航天飞机带着累赘的外燃料箱和助推火箭起飞,总重量超过2000吨,而航天飞机自身的重量大约为70吨。

现在航天运载工具的“胃口”极大,像“土星5号”火箭发射时,每秒钟要消耗l5吨液氧和煤油,这些推进剂必须自行携带。因此,它们都不能用单级推进器送上太空,至少要有二级。

将来,人去太空旅行就像今天乘飞机一样简单,当然不能再用多级航天运载工具。科学家为此设计了一种空天飞机,它的外形很像大型客机,可是安装着三种截然不同的发动机。

空天飞机在跑道上水平起飞,由普通飞机用的涡轮喷器发动机驱动,但是以液氢为燃料。当加速到三倍以上音速时,改由冲压式发动机推进。这种发动机结构简单,可是必须在高超音速下工作。空天飞机高速前进时,进气道大量吞吸空气,并从中分离出氧气,源源不断地与液氢一起流进燃烧室。由于从大气层中取氧,空天飞机可以少带许多液氧上天,减轻了起飞重量。当空天飞机飞到大气层边缘时,无法再从外界获得氧气,冲压发动机又让位给火箭发动机,用自身携带的液氧和液氢作推进剂,完成最后一段旅程。

空天飞机的起飞重量仅为航天飞机的l/l0,地勤人员也从l.5万人减少到l00人左右。它还可以作为一种洲际高速交通工具。

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