Ühendkuningriigi valitsus teatas, et on valmis investeerima 60 miljonit naela (peaaegu 3 miljardit rubla) osaühingu Reaction Engines projekti. Ettevõtte insenerid loodavad ehitada täiesti uue kaubandusliku reaktiivmootori töömudeli. Mootor saab nimeks Sabre, lühend Synergetic Air-Breathing Rocket Engine. Praegu on uue mootori prototüüpide laboratoorsed testid juba edukalt lõpule viidud, millest on saanud riigile täiendav stiimul sellesse projekti investeerida.
Sabre mootoritel põhinev lennuk suudab stratosfääri jõuda kõigest 15 minutiga ning läbida näiteks Austraaliast Ameerika Ühendriikidesse kuluva vahemaa vaid 4 tunniga. Sellise lennuki kiirus ületaks helikiiruse 5 korda korraga. Praegu plaanib Reaction Engines varustada oma kuulsaid Skyloni lennukeid uue mootoriga, mis võib potentsiaalselt kiirendada kiirusele 5635 km / h. Briti ettevõtte esindajate sõnul on Skylonil kõik võimalused saada tõeliseks "kosmoselaevaks" ja lennata madalal maa orbiidil.
Traditsioonilised mootorid, mida tänapäeval kasutatakse lennunduses, nõuavad vedela hapnikuga täidetud spetsiaalsete paakide transportimist, kui lennuk jõuab lennukiirusel üle 3000 km / h. Sellised lennukid ei saa tavalist õhku "hingata", kuna see kuumeneks väga kõrgele temperatuurile. Samal ajal võimaldab Sabre mootor vedela hapniku asemel kasutada õhku: see on varustatud terve süsteemiga torusid, mis on täidetud heeliumiga. Kui õhk läbib neid torusid, jahutab heelium selle maha ja vajaliku temperatuuriga hapnik (-150 kraadi Celsiuse järgi esialgse 1000 kraadi asemel) juhitakse otse mootorisse.
Reaktsioonimootorite poolt välja töötatud Sabre mootor on võimeline töötama kahes režiimis: reaktiivmootorina ja rakettmootorina. Ettevõtte esindajate sõnul võimaldab selle mootori kasutamine Skyloni lennukil olla 5 korda suurem kui Maa atmosfääris ja 25 korda kosmoses. Selle mootori võtmeelement, mis võimaldab sellel atmosfääris tõhusalt töötada, on eeljahuti, millesse sisenev välisõhk, mille temperatuur on umbes 1000 kraadi, jahutatakse temperatuurini -150 kraadi vaid saja sajandiku jooksul teine.
Kui Skylon on kosmosesse sisenenud, saab selle panna nn kosmoserežiimi. Sel juhul on lennukil võimalik madalmulla orbiidil viibida 36 tundi. See aeg on näiteks satelliidi käivitamiseks enam kui piisav. Pealegi on see väga tulus tehnoloogia. Ettevõtte asutaja Alan Bondi sõnul võib satelliitide ja muude sarnaste missioonide käivitamiseks vajalikku summat Sabre mootorite kaubandusliku tootmise kehtestamisel kohe 95% vähendada.
Lisaks võivad uued õhu reaktiivmootoritele ehitatud kosmoselaevad saada kosmoseturismi turul väga heaks väljavaateks. Sel juhul võib Briti firmast Reaction Engines saada väga tugev konkurent Richard Bransonile kuuluvale Virgin Galacticule. Nüüd kutsub miljardär kõiki kõiki meie planeeti aknast nägema vaid 121 tuhande naela (peaaegu 6 miljoni rubla) eest. Reaktsioonimootorite ettevõtte esindajad ütlevad, et nende Skyloni kosmoselaevaga lend maksab kosmoseturistidele oluliselt vähem, kuid nad ei ütle veel, kui palju. Üksikasjalikum teave Ühendkuningriigi valitsuse plaanide kohta seoses selle ambitsioonika projekti rahastamisega saab teada, kui Glasgow's toimub Ühendkuningriigi erikonverents.
Välimuse ajalugu
Eeljahutatud mootori kavandamise idee tekkis Robert Carmichaelil esimest korda juba 1955. aastal. Sellele ideele järgnes idee veeldatud õhumootorist (LACE), mille algselt töötasid välja Marquardt ja General Dynamics eelmise sajandi 60ndatel aastatel osana USA õhujõudude projektist Aerospaceplane.
Töö uue Sabre mootori projektiga algas aga alles 1989. aastal ning tänavu loodi Reaction Engines Limited. Ettevõtte spetsialistid jätkasid projekti kallal tööd, arendades välja varem esitatud ideid. Selle tulemusena võttis Sabre hübriidmootori loomine 30 -liikmelisest uurimisrühmast 22 aastat. Nende jõupingutuste viljaks oli pilkmootori ehitamine, mis paigaldati lennukile Skylon, mis oli välja pandud Farnborough lennunäitusel.
Reaktsioonimootorite viimased testid on keskendunud õhu eeljahutamise tehnoloogiatele. Praegu töötavad selle ettevõtte spetsialistid, käes töötav tehnoloogia, jahutussüsteemi prototüüpi. See proov peaks olema suhteliselt kerge ning sellel peaks olema ka aerodünaamiline stabiilsus, kõrge mehaaniline tugevus ja vastupidavus tugevale vibratsioonile. Ettevõtte plaanide kohaselt pidid prototüübi jahuti testid algama 2012. aasta augustis.
2012. aasta novembriks olid reaktsioonimootorid lõpetanud seadmete katsetamise projekti „Soojusvaheti tehnoloogia, mis on kriitiline õhu / vedela hapnikuga töötava hübriidrakettmootori jaoks” raames. See oli hübriidmootori loomise protsessi väga oluline etapp, mis tõestas kõigile projekti potentsiaalsetele investoritele esitatud tehnoloogiate elujõulisust. Sabre mootor põhineb soojusvahetil, mis suudab sissetuleva õhu jahutada temperatuurini -150 ° C (-238 ° F). Töötamise ajal segatakse jahutatud õhk vedela vesinikuga, mis tagab põlemisel atmosfääri lendamiseks vajaliku tõukejõu, enne kui läheb üle paakidest vedelale hapnikule, kui lendab väljaspool Maa atmosfääri. Selle üsna kriitilise tehnoloogia edukad testid on praktikas kinnitanud, et soojusvaheti on võimeline rahuldama hübriidmootori vajadusi, et saada atmosfäärist vajalik kogus hapnikku, et toimida suure tõhususega madalatel lennutingimustel.
2012. aasta Farnborough lennunäitusel kiitis Ühendkuningriigi ülikoolide ja teaduse riigisekretär David Willets arengut. Eelkõige ütles minister, et sellel hübriidmootoril võib olla kõige reaalsem mõju täna kosmosetööstuses tekkinud mängutingimustele. Mootori eeljahutussüsteemi edukad testid kinnitasid kavandatud kontseptsiooni kõrget hindamist, mille tegi Ühendkuningriigi kosmoseagentuur 2010. aastal. Minister märkis ka asjaolu, et kui ühel päeval õnnestub neil seda tehnoloogiat oma kommertslendude korraldamiseks rakendada, siis saab sellest kahtlemata fantastiline sündmus.
David Willets märkis ka asjaolu, et on väike tõenäosus, et Euroopa Kosmoseagentuur nõustub rahastama Skyloni projekti. Sel põhjusel peab Suurbritannia olema valmis selleks, et ta peab tegelema kosmoseaparaadi ehitamisega, enamasti oma vahenditega.
Jõudlus
Sabre hübriidmootori konstruktsiooni tõukejõu ja kaalu suhe on eeldatavasti üle 14 ühiku. Väärib märkimist, et tavaliste reaktiivmootorite tõukejõu ja kaalu suhe jääb 5 ühiku piiresse ja ülehelikiirusel töötavate reaktiivmootorite puhul ainult 2 ühikuni. See kõrge jõudlus on saavutatud ülejahutatud õhu kasutamisega, mis muutub väga tihedaks ja nõuab vähem kokkusurumist, ja mis veelgi olulisem - madalate töötemperatuuride tõttu on enamiku hübriidmootorite jaoks võimalik kasutada piisavalt kergeid sulamid disain.
Mootoril on atmosfääris suur spetsiifiline impulss, mis ulatub 3500 sekundini. Võrdluseks - tavalisel raketimootoril on spetsiifiline impulss, mis on parimal juhul umbes 450 sekundit, ja isegi paljulubavaks peetav "termiline" tuumarakettmootor lubab ulatuda vaid 900 sekundi suurusele.
Madala mootorimassi ja suure kütusesäästlikkuse kombinatsioon annab paljutõotavatele Skyloni lennukitele võimaluse jõuda orbiidile üheastmelises režiimis, samal ajal kui mootor töötab õhujoaga mootorina kiirusel M = 5, 14 ja kõrgusel 28,5 km. Samal ajal on kosmosesõiduk võimeline jõudma orbiidile väga suure kasuliku koormusega võrreldes lennuki enda stardimassiga. Seda ei olnud varem võimalik saavutada ühegi tavalise lennukiga.
Mootori eelised
Erinevalt oma traditsioonilistest rakettidest nõbudest ja sarnaselt muud tüüpi reaktiivmootoritega saab ka uus Briti hübriidmootor kasutada kütuse põletamiseks õhku, mis vähendab raketikütuse vajalikku kaalu, suurendades samal ajal kasulikku koormust. Ramjetmootor (ramjetmootor) ja hüpersooniline ramjetmootor (scramjet -mootor) peavad veetma piisavalt aega madalamal atmosfääril, et arendada orbiidile sisenemiseks piisavat kiirust, mis omakorda toob esile intensiivse kuumutamise probleemi. mootorit hüperhelikiirusel, samuti võimalikke kadusid termilise kaitse keerukuse ja märkimisväärse kaalu tõttu.
Samal ajal peab Sabri -sugune hübriidreaktiivmootor saavutama Maa atmosfääri madalamates kihtides vaid madala hüpersoonilise kiiruse (tasub meenutada, et hüpersooniline on kõik pärast M = 5). raketirežiimis kiirendusest järsu tõusu tegemine.
Erinevalt traditsioonilistest ramjet- või scramjet -mootoritest on uus Briti Sabre mootor võimeline tagama suure tõukejõu nullkiirusest kuni M = 5, 14 (kaasa arvatud) kogu kõrguste vahemikus, väga hea kasuteguriga kogu kõrguste vahemikus. Lisaks näitab võime tekitada tõukejõudu isegi nullkiirusel võimalus hübriidmootorit maapinnal katsetada, mis vähendab oluliselt arenduskulusid.
Sabre mootori eeldatavad omadused:
Tõukejõud merepinnal - 1960 kN
Tühi tõukejõud - 2940 kN
Tõukejõu ja kaalu suhe-umbes 14 (atmosfääris)
Spetsiifiline impulss vaakumis - 460 sekundit.
Spetsiifiline impulss merepinnal - 3600 sekundit.
