世界首次气动火箭MIRA II飞行试验成功完成

北极星航天飞机公司（Polaris Spaceplanes）在历经数月和一次灾难性挫折之后，终于完成了一项堪称传奇的壮举：点燃了飞行中的航空火箭引信。2024 年 10 月 29 日，北极星航天飞机公司在波罗的海上空进行了 MIRA II 航空器的试飞。

这架装有火箭的飞机在四个煤油喷气涡轮机的驱动下，按照预定的飞行路线自动飞行，然后成功点燃了 AS-1 LOX（液氧）/煤油线性气刺火箭发动机，飞行时间三秒钟，这标志着有史以来首次气动火箭飞行试验成功完成。

这是未来更多试飞中的第一次。 据报告，北极星号的加速度为 4 米/秒，推力为 900 牛顿，机身高 16.4 英尺（5 米），重 505 磅（229 千克）。

这意味着 MIRA II 每秒的加速度约为 9 英里/小时（14.4 公里/小时），其推力足以战胜重力，将一个 200 磅（90 千克）的人直接提升到空中。

当天中午 12 点左右，北极星公司在停机坪上成功地进行了"气锤"火箭发动机的滚动测试，几小时后便成功起飞。

这次飞行是在轻载燃料的情况下进行的，用时三分半钟，飞行距离超过 6 英里（10 公里），然后返航。 在气钉点火后，LOX 油箱出现小量泄漏，导致一个检修舱门在大火中消失，但除此之外，MIRA II 的机身毫发无损。

今年 5 月，MIRA I 本应进行首次飞行测试，但在起飞过程中坠毁。 北极星公司正在继续建造更大的MIRA II 和 III。

MIRA I 号火箭在起飞时坠毁，导致 2024 年 5 月本应进行的首次太空梭火箭试验泡汤。

MIRA II 和它的同卵孪生兄弟 MIRA III 装有由北极星公司自行研制的 AS-1 LOX 煤油线性气刺火箭。 虽然气刺火箭发动机的概念已经存在了 70 年，但从未在实验室之外使用过，也从未在飞行中使用过。

气钉火箭的独特之处在于，它基本上是将传统的钟形火箭喷嘴倒置。 它不是将排气管封闭起来，而是形成一个向内的曲线，外侧向周围大气开放。 选择这种设计的原因是为了解决传统钟形火箭的局限性，这种火箭经过优化，可以在单一高度达到最高效率。 随着火箭的爬升和大气压力的减小，这些喷嘴的效率就会降低，这就需要在不同的火箭级上安装不同形状和尺寸的喷嘴，才能在火箭升空时有效地发挥作用。 采用气刺设计，大气压力作为外部喷嘴的形状，在所有高度上都能提供更好的平均效率。

传统钟形火箭与气动火箭的对比

既然气动火箭发动机已经存在了 70 年，为什么我们还没有使用过？

Rocketdyne 公司在 20 世纪 50 年代发明了这种设计。 这种设计比传统的钟形火箭更复杂，也更重。 它们需要更多的冷却，因为整个发动机长度都要承受高热。 解决这些冷却问题的先进材料既不便宜，也不普及，而且传统火箭已被证明是可靠的，因此空天箭的设计从未完全普及，一直停留在实验室里。

20 世纪 90 年代，美国国家航空航天局和洛克希德-马丁公司开始实施 X-33/VentureStar 计划，目的是制造一种单级入轨（SSTO）飞行器，该飞行器将采用线性气钉火箭。 该计划的目的是制造单级入轨（SSTO）飞行器，该飞行器将采用线性螺旋桨火箭，原型已部分制造完成，但由于复杂性和成本问题，该计划于 2001 年再次终止。

美国国家航空航天局的概念 X-33

北极星基本上是美国国家航空航天局（NASA）的后继者。MIRA II 和 III 是按比例缩小的演示器，最终将用于北极星公司的可重复使用太空发射和像飞机一样运行的人机运输系统 Aurora。 下一个要制造的是新星号，它的机身高 23-26 英尺（7-8 米），将是北极星公司瞄准极光号之前的最后一架试验飞机。