云霄塔

飞机

“云霄塔”是英国科学家最新研制的一种太空飞机，机身长82米，造价约73亿英镑，预计未来十年内，这种太空飞机可以从普通飞机跑道起飞，将实现以5倍音速速度携带24位乘客抵达太空。该太空飞机是由英国“发动机反应”工程公司建造的，它摒弃采用传统的外置发动机，而采用两个内置发动机从大气层（距离地面29公里）中分离氧气，从而使这款太空飞机可达到5倍音速速度，之后再飞离地球大气层。

系统结构

外形

“云霄塔”外形与普通飞机类似。机身上没有常见的发动机，靠两个内置新型发动机驱动，飞行速度五倍于音速。发动机运转后，会吸收空气，然后把它降温、压缩，与氢一起燃烧，产生推力，让航天飞机上升到距地面约3万米的大气层外。接着，液态氢和少量液态氧燃料产生的力量会帮助飞机进入太空中的预定轨道。

动力

“云霄塔”的设计理念与美国宇航局的航天飞机以及其他大多数太空飞机有所不同，它将不再需要助推火箭。相反，作为一种单级入轨航天器，“云霄塔”采用了一种独特的喷气/火箭混合发动机“佩刀”。目前，“佩刀”喷气/火箭混合发动机正在由英国喷气发动机公司研发。

“佩刀”喷气/火箭混合发动机通过燃烧氢气和氧气产生推进力。在“云霄塔”飞行的最初阶段，它的工作原理就像是喷气机，从大气中吸入氧气助燃，直到达到26千米的高度和5马赫的速度。接下来，“佩刀”发动机又转变成更加传统的火箭模式，即消耗随机携带的氢气和氧气，完成余下的旅程，直到最后进入轨道。

在“佩刀”吸收大气氧气阶段，发动机节省了由“云霄塔”所携带的大量液态氧，从而减小了“云霄塔”负担，充分降低了成本，同时也提高了“云霄塔”的有效负载能力。

轨道机动系统(OMS)或者反应控制系统(RCS)可提供推进力和高度控制。据悉，该太空飞机采用普通的推进剂，从而实现较好的绝缘性和超低温冷冻。该系统可在太空轨道中持续运行7天时间。

技术原理

“云霄塔”航天器长约90米。其秘密武器是安装的氢燃料火箭引擎，航天器的引擎在开始时将氢与空气混合燃烧，然后会像航天飞机一样，将氢与液氧混合燃烧。由于这一过程发生在同一火箭舱内，因此“云霄塔”能够像普通喷气式飞机一样起飞和着陆。

“云霄塔”太空飞机创新型发动机通过推进剂抵达地球大气层边缘，之后转换火箭动力抵达地球轨道。发动机第一阶段将大气层中的气体冷却，之后压缩进入发动机，燃烧氢气；启动机发动机第二阶段，将燃烧液氢和少量液氧燃料，使太空飞机的飞行速度达到25马赫。

在这款太空飞机重返大气层时，通过多层反射箔可使进入大气层的太空飞机将热量辐射出去。在重返大气层（发生在距地面90至60公里的高度）时，“云霄塔”太空飞机通过一层层的反射箔，将热量释放出去，同时阻止炽热气体进入机体内部。当进入地球太空轨道，该太空飞机的计算机系统可实现推进和高度控制。

主要用途

“云霄塔”的主要用途是发射卫星，但也可搭载30到40名乘客，有望开启太空旅行的新纪元。“云霄塔”和美国航天局的航天飞机以及欧洲航天局阿丽亚娜5号火箭的不同之处在于费用，美国和欧州的做法需要昂贵的一次性火箭才能将航天器送入轨道。

科学家希望“云霄塔”能取代退役的“发现号”以及将在2010年晚些时候退役的“奋进号”和“亚特兰蒂斯号”航天飞机。估计研发总费用将超过60亿欧元，目前进入太空的代价十分高昂。如果能够对航天器进行再设计，使它们能够被反复使用，那么无疑会大大降低这一代价。目前“云霄塔”的研发还处在早期阶段，普通人要坐它上天至少还需要等上10年。

发展前景

“云霄塔”未来可替换美国宇航局航天飞机，可携带12吨货物和宇航员抵达国际空间站。“云霄塔”太空飞机全球销量可达到70架。因为地球仅是更大宇宙系统的一部分，太阳系内矿物资源远超出地球资源。未来一些至关重要却具有污染性的工业可在太空环境中实现，然后将相关产品生产再送回地球。

研发成本

”云霄塔“每次的飞行成本约为630万英镑（945万美元）.当前，发射一次火箭的成本约为1.4亿美元。太空之旅成本非常昂贵，目前仍没有物理定律指出能以某种方式来实现，我们必须证实其切实可行性。

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