Yhdistyneen kuningaskunnan hallitus on ilmoittanut olevansa valmis investoimaan 60 miljoonaa puntaa (lähes 3 miljardia ruplaa) yksityisen Reaction Engines -yhtiön projektiin. Yhtiön insinöörit odottavat rakentavansa toimivan mallin upouudesta kaupallisesta suihkumoottorista. Moottorin nimi on Sabre, lyhenne sanoista Synergetic Air-Breathing Rocket Engine. Tällä hetkellä uuden moottorin prototyyppien laboratoriokokeet on jo suoritettu onnistuneesti, mikä on lisännyt valtiota investoimaan tähän hankkeeseen.
Sabre -moottoreihin perustuva lentokone pystyy saavuttamaan stratosfäärin vain 15 minuutissa ja kattamaan matkan esimerkiksi Australiasta Yhdysvaltoihin vain 4 tunnissa. Tällaisen lentokoneen nopeus ylittäisi äänen nopeuden kertoimella 5 kerralla. Tällä hetkellä Reaction Engines aikoo varustaa kuuluisan Skylon -koneensa uudella moottorilla, joka voi mahdollisesti kiihtyä 5635 km / h. Brittiläisen yrityksen edustajien mukaan Skylonilla on kaikki mahdollisuudet tulla todelliseksi "avaruusalukseksi" ja lentää matalalla kiertoradalla.
Perinteiset moottorit, joita nykyään käytetään ilmailussa, edellyttävät nestemäisellä hapella täytettyjen erityisten säiliöiden kuljettamista, jos lentokone saavuttaa yli 3000 km / h nopeuden lennon aikana. Tällaiset koneet eivät voi "hengittää" tavallista ilmaa, koska se kuumenee erittäin korkeisiin lämpötiloihin. Samaan aikaan Sabre -moottori mahdollistaa ilman käytön nestemäisen hapen sijasta: se on varustettu kokonaisella putkijärjestelmällä, joka on täytetty heliumilla. Kun ilma kulkee näiden putkien läpi, helium jäähdyttää sen ja vaaditun lämpötilan happi (-150 astetta alkuperäisen 1000 asteen sijasta) toimitetaan suoraan moottoriin.
Reagointimoottorien kehittämä Sabre -moottori pystyy toimimaan kahdessa tilassa: suihkumoottorina ja rakettimoottorina. Yrityksen edustajien mukaan tämän moottorin käyttö Skylon -lentokoneessa sallii sen olla viisi kertaa nopeampi kuin maan ilmakehässä ja 25 kertaa ulkoavaruudessa. Tämän moottorin keskeinen elementti, joka mahdollistaa sen tehokkaan työskentelyn ilmakehässä, on esijäähdytin, jossa sisääntuleva ulkoilma, jonka lämpötila on noin 1000 astetta, jäähdytetään -150 asteen lämpötilaan vain sadasosa toinen.
Kun Skylon saapuu avaruuteen, se voidaan laittaa niin kutsuttuun avaruustilaan. Tässä tapauksessa lentokone voi pysyä matalan maan kiertoradalla 36 tuntia. Tämä aika on enemmän kuin riittävä esimerkiksi satelliitin laukaisemiseen. Lisäksi se on erittäin kannattava tekniikka. Yrityksen perustajan Alan Bondin mukaan satelliittien laukaisuun ja muihin vastaaviin tehtäviin tarvittavaa määrää voitaisiin alentaa välittömästi 95%, jos Sabre -moottoreiden kaupallinen tuotanto käynnistetään.
Lisäksi uudet suihkumoottoreihin rakennetut avaruusalukset voivat olla erittäin hyvä mahdollisuus avaruusturismin markkinoilla. Tässä tapauksessa brittiläisestä Reaction Engines -yrityksestä voisi tulla erittäin vahva kilpailija Richard Bransonille kuuluvalle Virgin Galacticille. Nyt miljardööri kutsuu kaikkia näkemään planeettamme ikkunan läpi vain 121 tuhannella kilolla (lähes 6 miljoonaa ruplaa). Reaction Engines -yhtiön edustajat sanovat, että heidän Skylon -avaruusaluksensa lento maksaa avaruusmatkailijoille huomattavasti vähemmän, mutta he eivät vielä kerro kuinka paljon. Lisätietoja Yhdistyneen kuningaskunnan hallituksen suunnitelmista tämän kunnianhimoisen hankkeen rahoituksesta saadaan selville, kun Yhdistyneen kuningaskunnan erityinen avaruuskonferenssi pidetään Glasgow'ssa.
Ulkonäköhistoria
Ajatus esijäähdytetyn moottorin suunnittelusta tuli Robert Carmichaelille ensimmäisen kerran jo vuonna 1955. Tätä ajatusta seurasi idea nesteytetystä ilmamoottorista (LACE), jonka Marquardt ja General Dynamics kehittivät alun perin viime vuosisadan 60 -luvulla osana Yhdysvaltain ilmavoimien Aerospaceplane -hanketta.
Uuden Sabre -moottorin projektityö alkoi kuitenkin vasta vuonna 1989, ja tänä vuonna perustettiin Reaction Engines Limited. Yhtiön asiantuntijat jatkoivat työskentelyä projektin parissa ja kehittelivät aiemmin esitettyjä ideoita. Tämän seurauksena Sabre -hybridimoottorin luominen kesti 22 vuotta 30 hengen tutkimusryhmältä. Heidän ponnistelunsa hedelmä oli pilkkomoottorin rakentaminen, joka asennettiin Skylon -koneeseen, joka oli esillä Farnborough Air Show -tapahtumassa.
Reaction Enginesin viimeisimmät testit ovat keskittyneet ilman esijäähdytystekniikoihin. Tällä hetkellä tämän yrityksen asiantuntijat, joilla on toimiva tekniikka käsissään, kehittävät jäähdytysjärjestelmän prototyyppiä. Tämän näytteen tulisi olla suhteellisen kevyt ja sen aerodynaaminen vakaus, suuri mekaaninen lujuus ja kestävyys voimakkaalle tärinälle. Yhtiön suunnitelmien mukaan jäähdyttimen prototyypin testit oli aloitettava elokuussa 2012.
Marraskuuhun 2012 mennessä reaktiomoottorit olivat suorittaneet laitteiden testauksen "Lämmönvaihdintekniikka, joka on kriittinen ilma- / nestehapukäyttöiselle hybridirakettimoottorille" -hankkeessa. Tämä oli erittäin tärkeä vaihe hybridimoottorin luomisprosessissa, mikä osoitti kaikille mahdollisille projektin sijoittajille esitettyjen tekniikoiden elinkelpoisuuden. Sabre -moottori perustuu lämmönvaihtimeen, joka pystyy jäähdyttämään tulevan ilman -150 ° C: een (-238 ° F). Toimintaprosessissa jäähdytetty ilma sekoitetaan nestemäisen vedyn kanssa, minkä jälkeen se palaa tarvittavan työntövoiman ilmakehän lennolle ennen siirtymistä nestemäiseen happiin säiliöistä, kun se lentää maan ilmakehän ulkopuolella. Tämän melko kriittisen tekniikan onnistuneet testit ovat vahvistaneet käytännössä, että lämmönvaihdin kykenee vastaamaan hybridimoottorin tarpeisiin saadakseen tarvittavan määrän happea ilmakehästä toimiakseen tehokkaasti matalilla lento-olosuhteilla.
Vuoden 2012 Farnborough Air Show -tapahtumassa Britannian yliopistojen ja tieteen valtiosihteeri David Willets kehui kehitystä. Ministeri sanoi erityisesti, että tällä hybridimoottorilla voi olla todellinen vaikutus avaruusalan pelin olosuhteisiin. Moottorin esijäähdytysjärjestelmän onnistuneet testit vahvistivat ehdotetun konseptin korkean arvostuksen, jonka Yhdistyneen kuningaskunnan avaruusjärjestö teki vuonna 2010. Ministeri pani myös merkille, että jos jonain päivänä he onnistuvat soveltamaan tätä tekniikkaa omien kaupallisten lentojensa järjestämiseen, tästä tulee epäilemättä laajamittainen tapahtuma.
David Willets totesi myös, että on epätodennäköistä, että Euroopan avaruusjärjestö suostuu rahoittamaan Skylon -hanketta. Tästä syystä Ison -Britannian on oltava valmis siihen, että sen on huolehdittava avaruusaluksen rakentamisesta, suurelta osin omista varoistaan.
Esitys
Sabre-hybridimoottorin suunnittelun työntövoiman ja painon suhteen odotetaan olevan yli 14 yksikköä. On syytä huomata, että tavallisten suihkumoottorien työntövoiman ja painon suhde on enintään 5 yksikköä ja vain 2 yksikköä yliäänikaiuttimissa. Tämä korkea suorituskyky on saavutettu käyttämällä ylijäähdytettyä ilmaa, joka muuttuu erittäin tiheäksi ja vaatii vähemmän puristusta, ja mikä vielä tärkeämpää, alhaisten käyttölämpötilojen vuoksi on mahdollista käyttää riittävän kevyitä seoksia useimmille hybridimoottoreille design.
Moottorilla on korkea ominaisimpulssi ilmakehässä, joka saavuttaa 3500 sekuntia. Vertailun vuoksi tavallisella rakettimoottorilla on erityinen impulssi, joka on parhaimmillaan noin 450 sekuntia, ja jopa "lupaavana pidettävä" terminen ydinrakettimoottori lupaa saavuttaa vain 900 sekunnin suuruuden.
Pienen moottorimassan ja korkean polttoainetehokkuuden yhdistelmä antaa lupaavalle Skylon-lentokoneelle mahdollisuuden saavuttaa kiertoradan yksivaiheisessa tilassa, kun taas moottori toimii suihkumoottorina nopeuteen M = 5, 14 ja korkeuteen saakka 28,5 kilometriä. Samaan aikaan ilmailu- ja avaruusajoneuvo pystyy saavuttamaan radan, jolla on erittäin suuri hyötykuorma suhteessa itse lentokoneen lentoonlähtöpainoon. Sitä ei aiemmin voitu saavuttaa millään tavanomaisella lentokoneella.
Moottorin edut
Toisin kuin sen perinteiset rakettisukulat ja kuten muutkin suihkumoottorit, uusi brittiläinen hybridisuihkumoottori voi polttaa polttoainetta ilmalla, mikä vähentää tarvittavan ponneaineen painoa ja lisää hyötykuorman painoa. Ramjet -moottorin (ramjet -moottori) ja hypersonic -ramjet -moottorin (scramjet -moottori) on vietettävä riittävästi aikaa alemmassa ilmakehässä kehittääkseen riittävän nopeuden kiertoradalle pääsemiseksi, mikä puolestaan tuo esiin voimakkaan lämmityksen ongelman moottori hypersonisella nopeudella sekä mahdolliset häviöt lämpösuojan monimutkaisuudesta ja merkittävästä painosta johtuen.
Samaan aikaan Saberin kaltaisen hybridisuihkumoottorin tarvitsee vain saavuttaa alhainen yliäänenopeus (kannattaa muistaa, että hypersonic on kaikki M = 5: n jälkeen) maan ilmakehän alemmissa kerroksissa, ennen kuin siirrytään suljettuun kiertoon ja kiihtyvyyden kiihtyminen rakettitilassa.
Toisin kuin perinteiset ramjet- tai scramjet -moottorit, uusi British Sabre -moottori pystyy tarjoamaan suuren työntövoiman nollasta nopeudesta M = 5, 14 mukaan lukien koko korkeusalueella erittäin tehokkaasti koko korkeusalueella. Lisäksi kyky luoda työntövoima jopa nollanopeudella osoittaa mahdollisuuden testata hybridimoottoria maassa, mikä vähentää merkittävästi kehityskustannuksia.
Sabre -moottorin oletetut ominaisuudet:
Paine merenpinnalla - 1960 kN
Tyhjä työntövoima - 2940 kN
Paine-painosuhde-noin 14 (ilmakehässä)
Erityinen impulssi tyhjiössä - 460 sekuntia.
Erityinen impulssi merenpinnalla - 3600 sekuntia.
