Den britiske regjeringen har kunngjort at den er klar til å investere 60 millioner pund (nesten 3 milliarder rubler) i prosjektet til det private selskapet Reaction Engines. Selskapets ingeniører forventer å bygge en fungerende modell av en helt ny kommersiell jetmotor. Motoren får navnet Sabre, en forkortelse for Synergetic Air-Breathing Rocket Engine. Foreløpig har laboratorietester av prototyper av den nye motoren allerede blitt fullført, noe som har blitt et ekstra insentiv for staten til å investere i dette prosjektet.
Et fly basert på Sabre -motorer vil kunne nå stratosfæren på bare 15 minutter, og for eksempel dekke avstanden fra Australia til USA på bare 4 timer. Hastigheten til et slikt fly ville overstige lydens hastighet med en faktor 5 på en gang. For tiden planlegger Reaction Engines å utstyre sine berømte Skylon -fly med en ny motor, som potensielt kan akselerere til 5635 km / t. Ifølge representanter for det britiske selskapet har Skylon alle sjanser til å bli et ekte "romskip" og fly i lav jordbane.
Tradisjonelle motorer, som brukes i luftfarten i dag, krever transport av spesialtanker fylt med flytende oksygen hvis flyet når en hastighet på mer enn 3000 km / t under flyging. Slike fly kan ikke "puste" vanlig luft, da det ville varme opp til veldig høye temperaturer. Samtidig tillater Sabre -motoren bruk av luft i stedet for flytende oksygen: den er utstyrt med et helt rørsystem som er fylt med helium. Når luft passerer gjennom disse rørene, avkjøler helium det og oksygen med nødvendig temperatur (-150 grader Celsius i stedet for de opprinnelige 1000 grader) leveres direkte til motoren.
Sabre -motoren er utviklet av reaksjonsmotorer og kan operere i to moduser: som jetmotor og som rakettmotor. Ifølge selskapets representanter vil bruken av denne motoren på Skylon -flyet tillate at den er 5 ganger lydens hastighet i jordens atmosfære og 25 ganger i verdensrommet. Nøkkelelementet i denne motoren, som gjør at den kan fungere effektivt i atmosfæren, er forkjøler, der den innkommende uteluften med en temperatur på omtrent 1000 grader avkjøles til en temperatur på -150 grader på bare en hundredel av en sekund.
Når Skylon kommer inn i verdensrommet, kan den settes inn i det som kalles "rommodus". I dette tilfellet vil flyet kunne bo i bane med lav jord i 36 timer. Denne tiden er mer enn tilstrekkelig, for eksempel for å skyte opp en satellitt. Dessuten vil det være en veldig lønnsom teknologi. I følge Alan Bond, som er grunnleggeren av selskapet, kan beløpet som kreves for oppskyting av satellitter og andre lignende oppdrag umiddelbart reduseres med 95% hvis den kommersielle produksjonen av Sabre -motorer etableres.
I tillegg kan nye romfartøyer som er bygget på luft-jetmotorer bli et veldig godt prospekt i romturismemarkedet. I dette tilfellet kan det britiske firmaet Reaction Engines bli en veldig sterk konkurrent for Virgin Galactic, som tilhører Richard Branson. Nå inviterer milliardæren alle til å se planeten vår gjennom vinduet for bare 121 tusen pund (nesten 6 millioner rubler). Representanter for Reaction Engines -selskapet sier at flyet på deres Skylon -romfartøy vil koste romturister betydelig mindre, men de sier ikke ennå hvor mye. Flere detaljer om planene til den britiske regjeringen angående finansiering av dette ambisiøse prosjektet vil bli kjent når en spesiell britisk romfartskonferanse holdes i Glasgow.
Utseendeens historie
Ideen om å designe en forkjølt motor kom først til Robert Carmichael tilbake i 1955. Denne ideen ble fulgt av ideen om en flytende luftmotor (LACE), som opprinnelig ble utviklet av Marquardt og General Dynamics på 60 -tallet i forrige århundre, som en del av det amerikanske luftvåpenets arbeid med Aerospaceplane -prosjektet.
Imidlertid startet arbeidet med prosjektet med en ny Sabre -motor først i 1989, og i år ble Reaction Engines Limited dannet. Selskapets spesialister fortsatte å jobbe med prosjektet og utviklet ideene som ble presentert tidligere. Som et resultat tok opprettelsen av Sabre hybridmotoren 22 år fra et forskerteam på 30 personer. Frukten av deres innsats var konstruksjonen av en spottmotor, som ble installert på Skylon -flyet, som ble vist på Farnborough Air Show.
De siste testene utført av Reaction Engines har fokusert på luftkjølingsteknologi. For tiden utvikler spesialistene i dette selskapet, som har en brukbar teknologi i hendene, en prototype av kjølesystemet. Denne prøven skal være relativt lett i vekt og også ha aerodynamisk stabilitet, høy mekanisk styrke og motstand mot sterk vibrasjon. I følge selskapets planer skulle tester av en prototypekjøler begynne i august 2012.
I november 2012 hadde Reaction Engines fullført utstyrstesting under prosjektet "Heat Exchanger Technology Critical for Air / Liquid Oxygen Powered Hybrid Rocket Engine". Dette var et veldig viktig stadium i prosessen med å lage en hybridmotor, som viste for alle potensielle investorer i prosjektet levedyktigheten til teknologiene som presenteres. Sabre -motoren er basert på en varmeveksler som er i stand til å kjøle innkommende luft ned til -150 ° C (-238 ° F). I operasjonsprosessen blandes avkjølt luft med flytende hydrogen, hvoretter den ved brenning gir den nødvendige kraften for atmosfærisk flyging, før du bytter til flytende oksygen fra tanker, når du flyr utenfor jordens atmosfære. Vellykkede tester av denne ganske kritiske teknologien har i praksis bekreftet at varmeveksleren er i stand til å tilfredsstille behovene til en hybridmotor for å få den nødvendige mengden oksygen fra atmosfæren for å fungere med høy effektivitet under lavhøyde flyforhold.
På Farnborough Air Show i 2012 berømmet David Willets, Storbritannias statssekretær for universiteter og vitenskap, utviklingen. Spesielt sa ministeren at denne hybridmotoren kan ha den mest virkelige innvirkningen på forholdene i spillet som har dannet seg i dag i romfartsindustrien. De vellykkede testene av motorens forkjølingssystem bekreftet den store forståelsen av det foreslåtte konseptet, som ble laget av UK Space Agency i 2010. Ministeren bemerket også det faktum at hvis de en dag klarer å bruke denne teknologien for å organisere sine egne kommersielle flyreiser, vil dette utvilsomt bli et fantastisk arrangement i stor skala.
David Willets bemerket også det faktum at det er liten sannsynlighet for at European Space Agency vil gå med på å finansiere Skylon -prosjektet. Av denne grunn må Storbritannia være forberedt på at det må håndtere konstruksjonen av romfartøyet, for det meste med egne midler.
Opptreden
Designet vekt / vekt-forholdet til Sabre hybridmotoren forventes å være mer enn 14 enheter. Det er verdt å merke seg at forholdet mellom vekt og vekt mellom vanlige jetmotorer er innenfor 5 enheter, og bare 2 enheter for supersoniske ramjetmotorer. Dette høye ytelsesnivået er oppnådd ved bruk av underkjølt luft, som blir veldig tett og krever mindre kompresjon, og enda viktigere, på grunn av de lave driftstemperaturene, er det mulig å bruke tilstrekkelig lette legeringer for det meste av hybridmotoren design.
Motoren har en høy spesifikk impuls i atmosfæren, som når 3500 sekunder. Til sammenligning har en vanlig rakettmotor en bestemt impuls, som i beste fall er omtrent 450 sekunder, og til og med en "termisk" kjernefysisk rakettmotor, som anses lovende, lover å nå en størrelse på bare 900 sekunder.
Kombinasjonen av lav motormasse og høy drivstoffeffektivitet gir det lovende Skylon-flyet muligheten til å nå bane i en ett-trinns modus, mens motoren fungerer som en luftstrålemotor opp til en hastighet på M = 5, 14 og en høyde over havet på 28,5 km. Samtidig er romfartøyet i stand til å nå en bane med en veldig stor nyttelast i forhold til startvekten til selve flyet. Det kunne tidligere ikke oppnås med noen konvensjonelle fly.
Motorfordeler
I motsetning til sine tradisjonelle rakettfettere, og i likhet med andre typer jetmotorer, kan den nye britiske hybridmotoren bruke luft til å brenne drivstoff, noe som reduserer den nødvendige vekten av drivstoffet, samtidig som vekten av nyttelasten økes. En ramjet -motor (ramjet -motor) og en hypersonisk ramjet -motor (scramjet -motor) må tilbringe tilstrekkelig tid i den nedre atmosfæren for å utvikle en hastighet som er tilstrekkelig for å komme inn i bane, noe som igjen bringer frem problemet med intens oppvarming motor med hypersonisk hastighet, samt mulige tap på grunn av kompleksiteten til termisk beskyttelse og betydelig vekt.
På samme tid trenger en hybrid jetmotor som Sabre bare å oppnå en lav hypersonisk hastighet (det er verdt å huske at hypersonisk er alt etter M = 5) i de nedre lagene i jordens atmosfære, før du bytter til en lukket syklus og gjør en bratt stigning fra akselerasjon i rakettmodus.
I motsetning til tradisjonelle ramjet- eller scramjet -motorer, er den nye britiske Sabre -motoren i stand til å gi høy skyvekraft fra nullhastighet til M = 5, 14 inklusive, i hele høydeområdet, med meget god effektivitet over hele høydeområdet. I tillegg indikerer evnen til å skape skyvekraft selv ved null hastighet muligheten for å teste hybridmotoren på bakken, noe som reduserer utviklingskostnadene betydelig.
Antatte egenskaper ved Sabre -motoren:
Støt på havnivå - 1960 kN
Ugyldig trykk - 2940 kN
Trykk-til-vekt-forhold-ca 14 (i atmosfæren)
Spesifikk impuls i vakuum - 460 sekunder.
Spesifikk impuls ved havnivå - 3600 sekunder.
