太空飞机将如何工作

如果没有x -plane，美国可能永远也无法进入太空。它是在第一个x平面上，X-1查克·耶格尔1947年飞得比音速还快100多种X-plane变体相继问世，每一种都加深了我们对航天器设计的理解。今天，有几架新的x -plane正在开发中。我们来看看其中的三个:

在上面提到的三个x -plane中X-37是最新最快的。与其他太空飞机不同的是，X-37不会靠自己的动力发射。它被设计成通过二级运载器发射到太空。这架无人驾驶、可编程的飞机将作为第二有效载荷搭载在航天飞机上。一旦进入轨道，X-37将从航天飞机的货舱展开。然后它将在轨道上停留21天，在返回地球和像一个飞机．

1998年，NASA选择了波音公司X-37的设计，一年后达成协议，开发新的太空飞机。X-37是三架太空飞机中唯一一架被设计成轨道飞机的飞机，以25马赫的速度飞行，这意味着它能够以每小时17500英里(28163公里/小时)的速度飞行。X-37项目的目标是在恶劣的空间环境中测试RLV技术，并展示大约40种先进的机身、推进和操作技术。X-37项目的主要重点是改进热保护系统，防止飞船在重返大气层时燃烧。美国国家航空航天局表示，X-37的首次飞行测试将于2002年初开始，并可能在当年晚些时候通过航天飞机进入轨道。

X-37看起来有点像航天飞机的微型模型。它长27.5英尺(8.38米)，比普通校车短，只有目前航天飞机有效载荷舱的一半长度。X-37重达6吨，对于NASA的航天器来说是非常轻的，相当于三辆运动型多用途车的重量。它的翼展只有15英尺(4.57米)，有自己的实验舱，尺寸为7 × 4英尺(2.13 × 1.21米)，由AR-2/3驱动火箭发动机自20世纪50年代开始使用，可以产生超过7000磅的推力。AR-2/3使用JP-10喷气燃料，一种煤油，以及过氧化氢作为推进剂。

比如X-37X-34太空飞机公司正在测试新技术，以建造未来的航天器，降低任务成本。然而，尽管X-37离起飞还有大约一年半的时间，X-34的测试已经在进行中。

1999年6月，美国国家航空航天局(NASA)将X-34无人机绑在一架L-1011航空母舰的下腹部进行了一次“俘虏式运载”飞行，在飞行期间，X-34一直与L-1011绑在一起。在试飞期间，科学家们分析了X-34的几个功能，包括向发动机释放火箭推进剂，以及X-34和L-1011之间的电气连接。稍后，X-34将在40000英尺的高空从L-1011上降落，并在没有动力的情况下滑行到跑道着陆。

在新时代的协和式喷气式飞机的外观下，亚轨道X-34将能够以8马赫的速度飞行，即5600英里/小时(9012公里/小时)。X-34比X-37大，长58英尺(17.6米)，翼展28英尺(8.53米)，最终，X-34将由Fastrac提供动力火箭发动机这款发动机比美国宇航局以前使用的发动机便宜。Fastrac主要是用现成的部件制造的，比其他火箭发动机的部件少。的Fastrac火箭发动机使用一个涡轮泵，由两个泵组成，一个用于煤油，一个用于液氧。发动机的燃气发生器循环使用少量的煤油和氧气以提供燃气来驱动涡轮，然后将用过的燃料排出。

在NASA的航天飞机中，最雄心勃勃的，也是最昂贵的，可能是x 33．它碰巧也是在发展中走得最远的太空飞机。在下一节，我们将讨论一种基于X-33设计的太空飞机，它可能有一天会取代航天飞机。

1981年4月12日上午，第一架航天飞机“哥伦比亚号”进入轨道，太空旅行的新纪元由此开始。从那时起，航天飞机一直是美国宇航局进行研究和部署的主要运载工具卫星和其他航天器进入太空。航天飞机也允许宇航员建造国际空间站．

然而，尽管航天飞机取得了许多成就，但将其发射到太空的成本仍然是极其昂贵的。航天飞机舱内每磅有效载荷的发射成本为1万美元。据美国宇航局称，航天飞机的两个固体火箭助推器每个都携带约100万磅(453,592公斤)固体推进剂。大型外部储罐还能容纳50万加仑的超冷液氧和液氢。这两种液体混合后燃烧，形成航天飞机的三种主要燃料火箭发动机．大量推进剂的成本，以及每次任务中回收和更换固体火箭助推器的成本，都是极其昂贵的。NASA的解决方案是X-33。

X-33是一种独特的单级入轨运载工具的原型。它的楔形形状与之前的任何航天器都不一样。在其底部，X-33是77英尺(23.5米)宽，车辆是69英尺(21米)长。这个设计的目的是允许宇宙飞船携带所有需要的推进剂在船上，因此消除了对固体火箭助推器的需要。通过消除助推器和主燃料箱，美国宇航局将大大减少使航天飞机任务如此昂贵的起飞重量。X-33或X-33的衍生机型的发射成本预计仅为航天飞机发射成本的十分之一。

X-33项目从1996年开始就出现了一些问题。目前，它比计划晚了近两年，成本也远远超出预期。美国国家航空航天局和洛克希德·马丁公司已经在X-33上花费了超过10亿美元，但仍只完成了四分之三。1999年11月，对石墨纤维复合燃料箱的测试失败，这让美国宇航局的科学家们争相用传统的铝材料设计一个新的燃料箱。尽管有这些挫折，美国宇航局表示，他们将继续建造X-33，现在希望在2003年有一个功能完备的飞行器准备进行亚轨道飞行。

两个设计独特的发动机将推动宇宙飞船。X-33将是第一架使用该技术的太空飞机线性喷管和钟引擎．据美国宇航局称，与传统的钟形喷管火箭发动机相比，这种发动机的形状更适合于楔形空间飞机。与贝尔火箭发动机的喷嘴不同，Aerospike喷嘴是v形的，称为斜坡。热气沿着斜坡表面从室中喷射出来。这些新发动机将推动X-33的速度达到13马赫(9100英里/ 14645公里/小时)。

X-33项目的最终目标是生产一种商用飞机VentureStar它将是航天飞机的继承者。VentureStar的尺寸大约是X-33原型机的两倍，并将使用相同类型的发动机和相同的建筑材料。然而，它将能够达到25马赫，这是维持地球轨道的必要速度。VentureStar不仅可以将有效载荷送入太空，还可以用作太空旅游工具。X-33的成功或失败将决定VentureStar能否成为公众进入太空的交通工具。