當噴射動力與火箭動力結合時……

試想一下，你登上飛機，準備飛越半個地球——這趟旅程若搭乘 747 客機，大約需要 20 小時。但多虧了時速超過馬赫數 5 的超高音速航班，你僅需短短四小時便能抵達目的地。

這聽起來或許像科幻小說，但這種旅行方式很快就會在 SABRE 引擎的驅動下，成為經濟上可行的現實。 

SABRE™（協同式空氣呼吸火箭引擎）是一種正在研發中的新型引擎，旨在為高速飛機和太空船提供推進力。SABRE 引擎的獨特之處在於，它既具備噴射引擎的燃油效率，又擁有火箭的動力和高速能力。

與僅能將載具推進至馬赫數 3（即音速的三倍）的噴射引擎不同，SABRE 引擎在空氣呼吸模式下可達到馬赫數 5.4——足以環繞地球飛行；而在火箭模式下則可達到馬赫數 25——從而實現進入軌道的能力。

此外，SABRE 結合了傳統噴射引擎的機械原理與火箭推進技術，能夠進行水平起降，使未來的太空港得以容納下一代的航空器與太空船。而且，雖然大多數火箭僅能使用一次，但 SABRE 獨特的设计使其能夠返回地球，並為下一次飛行提供動力——如此循環不息。

發明＝不僅是產品，更是過程

SABRE 設計的核心，在於 Reaction Engines 透過開發超輕量熱交換器（預冷器），在航空航天引擎技術方面取得的突破，該技術能防止引擎組件在高速飛行時過熱。

這項突破性技術的研發之旅，早在多年前便已始於 Reaction Engines 幾位研發專家的腦海之中。但在真正展現這項神奇技術之前，這些富有遠見的發明家必須先設計出一台原型機，以證明這種嶄新推進方式的可行性。

第一步是找出既超輕量又堅固的金屬與材料，接著釐清如何將它們接合在一起。這款獨一無二的引擎需要採用冶金特性截然不同的金屬，並需經過非凡的熱循環處理，才能使這些材料足以承受極端環境。透過超過 700 次測試，SABRE 的發明者們不僅驗證了其設計原理，同時也定義並精進了製造這款可行引擎概念所需的嚴謹製程。

史詩級的創新

當 Reaction Engines 針對這項任務所需的製程與設備進行評估時，一件事變得十分明確：製造引擎的預冷器——這套由極細卻極其堅固的金屬管組成的複雜系統——將需要一座高度專業化的爐子：這座爐子必須能夠精確控制繁複的釬焊製程，才能成功打造出形狀、幾何結構與金屬組織皆極其獨特的部件。

SABRE 將由三個關鍵元件組成：預冷器、引擎核心以及推力室。預冷器對於達到馬赫數 5 及以上的速度至關重要，由數千根輸送冷卻液的薄壁管組成。這是一個極其複雜的系統：總長約兩千公里的超細微管，其管壁厚度僅為人類頭髮寬度的一半。 而且每個接合處都必須完全密封，才能讓預冷器在幾分之一秒內將空氣溫度從 1,000°C 降至 -150°C。這個過程以每秒約 400 MW 的速率從空氣中汲取能量——這相當於一座小型發電廠的發電量！

在擬定精確的規格、確定最佳材料與冶金方案，並規劃出一套前所未有的熱處理工藝後，Reaction Engines 轉而尋求 Inductotherm Group 旗下公司 Consarc 的協助。憑藉半個世紀以來在真空及受控氣氛熔煉領域的豐富經驗，Consarc 是唯一能夠設計並製造出符合該客戶非凡需求的客製化熔爐的合作夥伴。

除了數十年累積的寶貴專業知識外，總部位於英國的 Consarc 還擁有一支實力雄厚的研發團隊、專職工程師、技術顧問及安裝專家，專門設計客製化爐體技術，以滿足 Reaction 既具體又前所未有的需求。從真空能力到溫度控制，爐體的每個環節都經過精確計算，幾乎沒有任何誤差餘地，以確保獲得精確且可重複的結果——這是現有任何爐體都無法企及的。這正是唯有真正的行家才能達成的成就。

因此，這個最初僅是 Reaction Engines 內部小團隊實驗的專案，隨著 Consarc 專業團隊提出多項可行解決方案，規模擴大了六倍。隨著爐體規劃的擴展，相關專家團隊也隨之壯大；Consarc 英國廠區的工程、製造及安裝團隊，皆在 Reaction 客製化設備的設計與建造過程中扮演了關鍵角色。

雙方合作所產出的成果，是一座獨一無二的爐體，能夠在高度受控且始終如一的可重複條件下，快速且精準地對含有大量極其精密管材的模組化組件進行加熱與冷卻。 該爐的熱區裝載尺寸為同類設備中全球最大之一，直徑達 2.5 公尺，高度達 1.5 公尺。如此龐大的尺寸確保該爐不僅能容納預冷器的測試組件，還能容納最終將構成 SABRE 全尺寸量產版本的各組件。

試煉場

Reaction Engines 在現場安裝了一座完全客製化的 Consarc 真空釬焊爐，並耗費數年時間，不斷精進這項極為講究的製造製程，以生產將成為最終版 SABRE 預冷器前身的熱交換器技術。

SABRE 的模組化設計使每個組件都能獨立製造並進行地面測試。代表性技術（簡稱 HTX）的測試將於 2018 年底在科羅拉多州沃特金斯附近、即將竣工的弗朗特雷恩機場測試設施中展開。該設施的測試將模擬 SABRE 在馬赫數 5 時所面臨的高溫氣流條件，並驗證預冷技術的性能。

在英國白金漢郡韋斯科特另一處同樣正在興建的測試設施中，Reaction 團隊將自 2020 年起展開測試，以評估關鍵子系統及 SABRE 引擎核心。一旦所有地面測試均通過驗收，相關流程將持續推進，使 SABRE 得以翱翔天際，為飛行測試載具提供動力，並創造航空史上的新篇章。

天空已不再是極限

Reaction Engines 將為航空旅行帶來革命性變革。作為下一代飛機的動力來源，SABRE 引擎將實現更高效的飛行，其速度可達當今傳統噴射引擎的兩倍。此外，憑藉其雙重功能，這款新一代引擎不僅能在地球大氣層內運作，更能延伸至大氣層之外——使進入太空的成本大幅降低；這最終將為日益雄心勃勃的太空旅行開創更多可能性。

請造訪ReactionEngines.co.uk，進一步了解這款革命性的 SABRE 引擎。