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摩托车老板造航空发动机速度6马赫
来源:ballbet贝博在线 作者:BB贝博ballbet网页登录时间:2024-04-18 01:21:54 浏览:9

  创始人Ian Brooke近期展示了效果视频,表示Astro Mechanica已经造出了更省燃料的新型喷气发动机的原型机。

  Ian表示,“Astro Mechanica的新型喷气发动机,与现有的任何发动机都不同,它在任何速度下都能高效运行。”

  Ian在此前是商业飞行员,还曾开了5年半的摩托车配件公司,跟马斯克一样属于从外行进入专业领域。

  Ian Brooke发文称,他们发动机的关键在于使用电动机驱动压缩机,让它能以任何速度旋转,从而适应其空速和燃烧循环,也就是自适应循环喷气发动机。Ian Brooke的发动机有3种模式,使这款喷气发动机具备自适应能力,在不同速度下保持高效率。

  它有涡轮风扇模式、涡轮喷气模式和冲压喷气模式3种,从图中看出,Astro Mechanica设想的发动机能逐步将速度推到2至6马赫。

  运作过程中,Astro Mechanica冲压喷气模式具有更高的燃料效率。工程物理学家兼A16z scout的Andrew Côté举例SR-71(黑鸟侦察机)使用的J58发动机(冲压变循环发动机)证明了这一点。

  据Ian解释,喷气发动机借助空气反应加速飞行。简单来说,这个过程是:风扇旋转吸入空气——空气经压缩机压缩——压缩后进入燃烧室与燃料混合点燃——气体膨胀喷射向前。

  而且他们的喷气循环能飞得更快:“风扇旋转吸入空气,我们有一个收敛-发散的喷嘴,压缩空气使其体积变小,挤压空气足够多时,喷嘴变宽,空气流速加快,达到超音速排气。”

  他形容压缩和释放,就像是往交堵塞的海湾大桥中间放了一个加油收费站,车通过后获得极大能量飞速开走。

  再加上自适应引擎能适应整个曲线的速度,“低速时,我们可以达到亚音速风扇循环,速度变快时,电机旋转压缩空气,压力足够高就会有第二次燃烧循环。”

  Andrew还指出,Astro Mechanica自适应提速的关键在于用电动机驱动的“第二涡轮”,通过低温冷却的交流电机驱动主涡轮,保证调整到不同模式时,始终以理想的转速运行,以驱动风扇。

  “这一概念在今天才有可能实现——因为如今电机性能够好,之前的电机绕线的损耗和重量反而耽误‘第二涡轮’发挥作用”,Andrew说。

  Ian表示:Astro Mechanica的喷气发动机可以作为轨道运载火箭的第一级使用。Ian称,他们的新型喷气发动机将用比所有火箭系统都便宜的多的方式将有效荷载送入轨道。

  “火箭携带的东西有限,就像很多火箭喜欢尽可能提高室压,SpaceX猛禽有有史以来最高的舱室压力,而实际上,有限的反应与火箭的推射需求相反的。”火箭有热力循环,但不是靠吸入空气,而是液态空气、液态甲烷运作。火箭某种程度上反应受限,喷气发动机可以得到无限反应。

  此外,Astro Mechanica喷气发动机能调整工作模式,始终用最少的燃料把速度提高,消耗的燃料远低于火箭。“靠大气反应将速度推至6马赫(1马赫相当于1倍音速),就像是一个免费的助推器”,Andrew分析,用于轨道的自适应循环喷气发动机的第一级火箭可重复使用性更强,燃料需求量小。

  在《The First Principles》中,Ian透露,Astro Mechanica计划做舰载机,就像SpaceX火箭载火箭,他们则是将飞行器架在冲压喷气发动机上,让Astro Mechanica以更少的燃料,更快的速度送火箭上天。

  “其实我们想做的是下一个波音”,他开玩笑说,当然现在的顾客肯定不愿意坐5倍音速快的飞机,所以要在安全和创新之间寻找一个暂定的中间方案。“我们先定一个小目标,开发用于新型航空旅行的飞机,让顾客花一样的钱,以3倍速度抵达任何地方。”

  据描述,Astro Mechanica有三个进阶,先利用高利润的太空发射或私人飞机任务带来大量现金流,再用现金流和飞行数据认证一款新的机身,然后让这款飞机使世界变小3倍。

  Ian透露,他们理论上需要使用飞机零件和火箭发动机零件去打造最初的系统,开发成本达5000万美元,但实际上他们的成本要低得多,但大约也需要12次飞行、12次发射才能回本。

  Ian Brooke,一位热血沸腾的飞行器爱好者,十几岁时,他认为自己是可以成为制造战斗机的人。

  因为从小时候开始,Ian天马行空的想法就在不断实现。高中时,他想要在车里配备大涡轮增压器,就手动把发动机从车里给拆了下来。他喜欢摩托,便开了摩托车公司Daedalus Design做配件和材料。他热爱极速飞驰,便花时间弄清楚飞行原理,做机械器具,造摩托、飞机,还获得了FAA(美国联邦航空管理局)商业飞行员资格,就连想把Astro Mechanica做成下一个波音,都是因为他想到处走走。

  青年时期,Ian就开始模拟飞机制造,和同事参与了Eos飞机项目,后来转向实验飞机领域。在他看来,无论是活塞发动机时代还是喷气机时代,所有飞行器的核心都是引擎和推进系统,火箭也在涡轮机械的范畴里。

  现在他沉入飞行梦想里,要建造速度最快的飞行器,“发展至今,涡轮已经非常炫酷了,我们已经拥有跨越音速或超越音速飞行的技巧”,Ian提到,Pratt & Whitney涡轮旋转桨飞机为了让更快的飞机安全飞行,在机械连轴放置了变速箱降速,但却带来了棘手的工程问题,“那如果我不是放变速器,而是放电动机呢?”

  换句话说,人们想提高功率,设计了超酷的大涡轮,再加个变速箱,这却让发动机变得更笨重了,那就偏离了节约总重量的最初目的。所以,系统地提高飞行效率才是最佳选择。

  Ian想到了一种自适应飞行器,“引擎是会不断变化的。如果用电动机辅助涡轮发动机,那么我们将进入一个新时代,可以自适应任何给定飞行物体的空速。”

  2019年,当他意识到这类自适应引擎是有可能造出来时,便全身心投入这个项目。2022年10月,他从Lowercarbon筹集资金研发引擎,在2023年下半年开始构建自适应引擎,也是在近期才拥有了有其他航空工程师组件的实际团队,团队内有9人,“机身组可能会扩展到12人”。

  在他看来,支撑公司最主要的三件事是发动机、机身和运营。Ian表示,他们将开发出飞机发动机的“线年摩托车零件的经验,但他从未涉足过航空器械的公司运作,脑子里确有一条明确的路线,一步一步脚踏实地。

  “源于喜欢的动力是最简单的。要经常去做,熟能生巧,我从小就被鼓励动手做我喜欢的事。形成了一种工程直觉——身体上有一种直觉告诉我该怎么做。”

  Ian一直是实用主义,也是一个动手派,能快速构建机械原型。2024年初,他们搬往旧金山市中心办公,在不用检查轴承和严格的流水线测试的情况下,两个月时间从零件草稿到做出实物。

  他在2月底的采访中给出的测试数字令人震惊:“用电动机取代钢轴,让它和喷气发动机一样轻量化,我们的系统之一是涡轮电动发动机系统,2200公斤总涡轮发电机(计划质量将下降到600公斤),基础涡轮机重量约200公斤。”