据英国《每日邮报》报道,德国航空航天中心曾提出的SpaceLiner超音速空天飞机将在2030年面世。届时,跨越大洋洲进行美欧旅行仅需一小时,而从伦敦飞往悉尼只需90分钟
《孙子兵法》有云:“兵贵神速。”迅速、便捷、智能化与信息化是现代军事装备的发展重点。因此,超速运输技术是未来运输发展的趋势。它在军用运输领域大放异彩的同时,与日常交通的结合也值得期待。
都市生活节奏快,网路纵横交错的大都市在道路建设和交通工具上投入了大量精力,有限的城市地表期待着新型交通工具的产生。高超的速度、新颖的设计、先进的环保意识是判断新一代交通工具的硬性标准。
空天飞机其实是航空飞机和航天飞机的“混血儿”。它同时装有航空发动机和火箭发动机。在大气层内飞行时,它可以像普通飞机一样在跑道上起飞,用航空发动机提供动力,按航空飞机的方式飞行和操纵。在大气层外飞行时,它由火箭发动机提供动力,按航天飞机的方式飞行和操纵。
据英国《每日邮报》8月19日报道,德国航空航天中心在2007年曾提出的SpaceLiner超音速空天飞机将在2030年面世。届时,跨越大洋洲进行美欧旅行仅需一小时不到,而从伦敦飞往悉尼只需90分钟。
这款最新设计的空天飞机由两个可循环利用的部分所组成。一是客运轨道飞行器,二是采用液氢和液氧等环保燃料的火箭助推器。整个空天飞机能像航天飞机那样采用火箭发动机进行垂直发射。
经过发动机初段燃烧后,助推器可以在10分钟内将空天飞机的速度提升至音速的二十多倍。大约8分钟后,飞机到达离地面80千米的高层大气,此时可重复使用的助推器将从空天飞机上分离。而后余下的飞行器酷似一个穿梭机,并完全进入一段时长为8分钟的滑行模式,继续以音速二十倍的速度(约24140千米/时)飞行,直到抵达目的地。在目前的测试中,承载50~100名乘客的SpaceLiner空天飞机在经过大约80分钟的顺利飞行后,能够像常规动力飞机那样在跑道上着陆。
由于空天飞机的设计概念并不在传统的飞机设计框架内,因此研发过程中要重新对大气层和近地轨道进行跨学科的调查。据研究人员介绍,动力爬升阶段之后,空天飞机将与地球大气层进行摩擦。此时,机体外壳的温度可高达1800摄氏度。未解决飞行期间外壳体冷却的问题,科学家提出采用多孔陶瓷组件进行降温的方案。主动对飞机机头和机翼前缘这两个空气摩擦剧烈的区域进行冷却处理。
冷却技术的发展和隔热材料的改进是空天飞机能够在大气中顺利飞行的关键。同时,为了强调环保,助推器在脱离机体后会被回收再利用。飞机采用液氢和液氧做燃料使得燃料排放物为水蒸气,避免污染大气。
其实,空天飞机的实验发射场地和运行路线都经过精心安排,避免音爆扰民。它的研制属于欧盟支持的“20××空天飞机计划”的一部分。三年以来,来自德国、西班牙、奥地利、瑞士、意大利、比利时、荷兰、法国和瑞典的科学家们一同研究未来高空高速运输飞机。参与设计的研制单位除了空间系统研究所外,还有航天医学研究所,结构研究所和空气动力学研究所。
面向市场的飞行测试预计将于2035年开始,在21世纪40年代正式投入运营。在测试阶段,飞行器至少还会更进6代。其实,早在20世纪80年代,世界上就曾出现一股发展空天飞机的热潮。各国研究空天飞机的飞行计划数不胜数。
例如,美国自二战期间就开始的X系列实验飞行器的研制;德国在1985年重提的“桑格尔”空天飞机研究计划;英国近五十年内相继推出的“攀登者”、“霍托尔”、“摩天塔”空天飞机;印度在1990年推出的“艾瓦塔”号超级飞机;日本“先锋”号和“希望”号火箭飞机;苏联“极地号”太空武器。
但受到当时航空航天技术水平和经费限制,这些计划和方案都没有变为现实。现在随着国际环境的变化发展,空天飞机不仅成为拓展国家在太空中制空权的有力机械,更有可能成为满足大家日常出行需求的新型交通工具。
超级环路列车简称“超级环”。这种环路列车能够在30分钟内将乘客从旧金山送到洛杉矶,比飞机还节省近一半的时间。这一超音速高架轨道运输系统模块设计方案最早由美国科技巨头、民营航天公司的创始人埃隆·马斯克在2013年8月提出,并被媒体誉为“第五种交通工具”。
在这种交通工具系统内,乘客需坐在一种酷似胶囊的梭形座舱中。这种“胶囊小车”加速运动最高可达340米/秒,1287千米/时,超过目前的亚音速客机,已能与战斗机相媲美。
简单来说,运输小车的密封管道内空气稀薄,气压低,空气阻力小。梭形座舱基本处于真空环境中,座舱与管道环壁之间会形成空气垫。小车就像完全悬浮在真空环境中,依靠太阳能提供动力,摩擦力大幅度的降低的同时速度自然就会很高。
那么快的速度,有人担心乘客坐在里面会不舒服。但人们坐在里面其实就像坐飞机一样。乘客可以舒适地在座椅上欣赏外面的风景,也能够正常的使用座位上的个人娱乐系统。
“超级环”对未来城际交通而言是个革命性的突破。相距1500公里之内的任何城市都可以修建这样的超级轨道,用于高速运输人员或者货物。
另据美国彭博新闻社的最新报道,在现存技术条件下,建造“超级环”的难度并不高,需重点考虑的是别的方面的限制,例如建造成本和能源消耗的问题。同时,这种高架运输系统也引来了一些质疑和担忧,比如在建设和架设管道时,该如何减少对周边社区、农田,乃至生态环境的影响。
在目前的都市生活中,常规交通工具里最快的就是飞机。一般的波音客机的时速在800~1200公里,超过1220公里(音速)就会很危险。然而以上介绍的两种未来都市交通工具都远远“甩出‘音速’几条街”!
尽管超高速运输工具最初在军事领域或科技领域被研制,但经济的发展和人们的日常交通需求促使超级高速运输工具投入日常生活的怀抱。在可预见的未来,这些超高速运输工具既会不断革新当前都市的交通方式,又将勾勒出未来都市的绚丽轮廓。