超音速无人机听起来似乎很新潮,但作为一个基本概念,它们的历史却算得上悠久。早在 20 世纪 50 年代初,美国空军就开始研制遥控超音速喷气式飞机,作为测试防空能力的目标、在危险地区进行侦察的平台,或作为装备常规弹头或核弹头的武器。
然而,在过去的 75 年中,它们都有一个共同点,那就是使用喷气发动机作为推进器,使它们的飞行速度超过 1 马赫。近年来,航空电子设备、空气动力学和自主系统的进步使无人驾驶飞机的作用不断扩大,但其核心仍是喷气推进。
现在,维纳斯宇航公司(Venus Aerospace)更进一步,在其最新的无人机上安装了 RDRE。2 月 24 日,当原型机在 12000 英尺(3700 米)的高空空投时,这架长 8 英尺(2.4 米)、重 300 磅(140 千克)的机器人飞机最高速度仅为 0.9 马赫。这是因为它是由过氧化氢单推进剂发动机提供动力,以 80% 的推力运行,航程为 10 千米(16.1 千米),使其保持在音速以下。但与它同时运行的还有 RDRE 系统,该系统将在以后的飞行中接替它,使飞行器的速度超过 1 马赫。
RDRE 从本质上说是一种克服火箭或喷气发动机局限性的方法,它依靠的是一种更为新颖的无运动部件的原理。RDRE 由两个同轴气缸组成,气缸之间有间隙。燃料/氧化剂混合物被引入并点燃。如果操作得当,就会产生紧密耦合的反应和冲击波,在间隙内以超音速加速,产生更多的热量和压力。
因此,发动机更轻、更简单,效率比传统发动机至少高 15%。这意味着更大的有效载荷或更高的速度。几周前,维纳斯公司展示了其 RDRE 的持续燃烧。
首席技术官兼联合创始人安德鲁-达格比(Andrew Duggleby)说:"使用空中发射平台和火箭带翼配置,使我们能够以低成本快速完成我们的 RDRE 作为高超音速发动机的最低可行性测试。团队以专业精神执行了测试,并掌握了大量数据,可为下一次飞行提供依据和调整。"
一切都将去向何方?维纳斯公司表示,它计划制造一种可重复使用的高超音速航天飞机,能够以 9 马赫(6900 英里/小时/11000 公里/小时)以上的速度运送乘客。它目前的名字叫"追星者"(Stargazer),它将起飞并"轻柔地"将自己推进到 17 万英尺的高度--也就是卡曼线的一半多一点--然后进入高超音速状态,在稀薄的空气中大步前进。
其最终目标之一是制造一架由 RDRE 驱动的高超音速客机,名为"追星者"(Stargazer)。
维纳斯曾提出过休斯顿到伦敦或旧金山到东京一小时旅行的想法。显然,这只是一个遥远的设想,而且在未来,Stargazer 与现实之间还有很长的路要走。就近而言,该公司正在为各种国防应用开发这种发动机,这也是我们在中短期内有望看到它的主要场合。