Den britiske regering har meddelt, at den er klar til at investere 60 millioner pund (næsten 3 milliarder rubler) i projektet af det private selskab Reaction Engines. Virksomhedens ingeniører forventer at bygge en fungerende model af en helt ny kommerciel jetmotor. Motoren får navnet Sabre, en forkortelse for Synergetic Air-Breathing Rocket Engine. I øjeblikket er laboratorietest af prototyper af den nye motor allerede blevet gennemført med succes, hvilket er blevet et yderligere incitament for staten til at investere i dette projekt.
Et fly baseret på Sabre -motorer vil kunne nå stratosfæren på bare 15 minutter og dække afstanden, for eksempel fra Australien til USA på bare 4 timer. Hastigheden på et sådant fly ville overstige lydhastigheden med en faktor 5 på én gang. I øjeblikket planlægger Reaction Engines at udstyre deres berømte Skylon -fly med en ny motor, som potentielt kan accelerere til 5635 km / t. Ifølge repræsentanter for det britiske selskab har Skylon enhver chance for at blive et rigtigt "rumskib" og flyve i lav jordbane.
Traditionelle motorer, der bruges i luftfarten i dag, kræver transport af særlige tanke fyldt med flydende ilt, hvis flyet når en hastighed på mere end 3000 km / t under flyvning. Sådanne fly kan ikke "indånde" almindelig luft, da det ville varme op til meget høje temperaturer. På samme tid tillader Sabre -motoren brug af luft i stedet for flydende ilt: den er udstyret med et helt rørsystem, der er fyldt med helium. Når luft passerer gennem disse rør, køler helium det ned, og ilt ved den nødvendige temperatur (-150 grader Celsius i stedet for de oprindelige 1000 grader) leveres direkte til motoren.
Sabre -motoren er udviklet af reaktionsmotorer og kan fungere i 2 tilstande: som jetmotor og som raketmotor. Ifølge virksomhedens repræsentanter vil brugen af denne motor på Skylon -flyet tillade, at den er 5 gange lydens hastighed i Jordens atmosfære og 25 gange i det ydre rum. Nøgleelementet i denne motor, som gør det muligt at arbejde effektivt i atmosfæren, er forkøleren, hvor den indgående udeluft med en temperatur på omkring 1000 grader afkøles til en temperatur på -150 grader på bare en hundrededel af en sekund.
Når Skylon kommer ind i rummet, kan den sættes i det, der kaldes "rumtilstand". I dette tilfælde vil flyet være i stand til at blive i lav-jord kredsløb i 36 timer. Denne tid er for eksempel mere end tilstrækkelig til at opsende en satellit. Desuden vil det være en meget rentabel teknologi. Ifølge Alan Bond, der er grundlæggeren af virksomheden, kan det nødvendige beløb til opsendelse af satellitter og andre lignende missioner straks reduceres med 95%, hvis den kommercielle produktion af Sabre -motorer etableres.
Derudover kan nye rumfartøjer bygget på luft-jet-motorer blive et meget godt perspektiv på rumturismemarkedet. I dette tilfælde kan det britiske firma Reaction Engines blive en meget stærk konkurrent for Virgin Galactic, der tilhører Richard Branson. Nu inviterer milliardæren alle til at se vores planet gennem vinduet for kun 121 tusinde pund (næsten 6 millioner rubler). Repræsentanter for firmaet Reaction Engines siger, at flyvningen på deres Skylon -rumfartøj vil koste rumturister betydeligt mindre, men de siger endnu ikke, hvor meget. Flere detaljer om den britiske regerings planer om finansiering af dette ambitiøse projekt vil blive kendt, når der afholdes en særlig britisk rumkonference i Glasgow.
Udseende historie
Ideen om at designe en forkølet motor kom først til Robert Carmichael tilbage i 1955. Denne idé blev efterfulgt af ideen om en flydende luftmotor (LACE), som oprindeligt blev udviklet af Marquardt og General Dynamics i 60'erne i forrige århundrede som en del af det amerikanske luftvåbens arbejde med Aerospaceplane -projektet.
Arbejdet med projektet med en ny Sabre -motor startede dog først i 1989, og i år blev Reaction Engines Limited dannet. Virksomhedens specialister fortsatte med at arbejde på projektet og udviklede de idéer, der blev præsenteret tidligere. Som et resultat tog oprettelsen af Sabre hybridmotoren 22 år fra et forskerhold på 30 personer. Frugten af deres indsats var konstruktionen af en spottemotor, som blev installeret på Skylon -flyet, som blev udstillet på Farnborough Air Show.
De seneste test udført af reaktionsmotorer har fokuseret på teknologier til luftkøling. I øjeblikket udvikler specialisterne i dette firma, der har en brugbar teknologi i deres hænder, en prototype af kølesystemet. Denne prøve skal have en relativt let vægt og også have aerodynamisk stabilitet, høj mekanisk styrke og modstandsdygtighed over for stærke vibrationer. Ifølge virksomhedens planer skulle test af en prototype køler begynde i august 2012.
I november 2012 havde reaktionsmotorer gennemført udstyrstest under projektet "Heat Exchanger Technology Critical for Air / Liquid Oxygen Powered Hybrid Rocket Engine" -projektet. Dette var en meget vigtig fase i processen med at oprette en hybridmotor, som beviste for alle potentielle investorer i projektet, om de præsenterede teknologier var levedygtige. Sabre -motoren er baseret på en varmeveksler, der er i stand til at køle den indkommende luft ned til -150 ° C (-238 ° F). I driftsprocessen blandes afkølet luft med flydende brint, hvorefter det ved afbrænding giver den nødvendige kraft til atmosfærisk flyvning, før der skiftes til flydende ilt fra tanke, når de flyver uden for jordens atmosfære. Vellykkede afprøvninger af denne temmelig kritiske teknologi har i praksis bekræftet, at varmeveksleren er i stand til at opfylde behovene hos en hybridmotor for at få den nødvendige mængde ilt fra atmosfæren for at fungere med høj effektivitet under flyveforhold i lav højde.
På Farnborough Air Show i 2012 roste David Willets, Storbritanniens udenrigsminister for universiteter og videnskab, udviklingen. Ministeren sagde især, at denne hybridmotor kan have den mest reelle indflydelse på de spilforhold, der i dag er dannet i rumindustrien. De vellykkede test af motorens forkølingssystem bekræftede den høje påskønnelse af det foreslåede koncept, som blev foretaget af UK Space Agency i 2010. Ministeren bemærkede også det faktum, at hvis det en dag lykkes dem at anvende denne teknologi til at organisere deres egne kommercielle flyvninger, så vil dette uden tvivl blive en fantastisk begivenhed i omfang.
David Willets bemærkede også, at der er ringe sandsynlighed for, at European Space Agency vil gå med til at finansiere Skylon -projektet. Af denne grund skal Storbritannien være forberedt på, at det bliver nødt til at beskæftige sig med konstruktionen af rumfartøjet, for det meste med egne midler.
Ydeevne
Designet vægt / vægtforhold for Sabre hybridmotoren forventes at være mere end 14 enheder. Det er værd at bemærke, at forholdet mellem vægt og vægt mellem almindelige jetmotorer er inden for 5 enheder og kun 2 enheder for supersoniske ramjetmotorer. Dette høje ydelsesniveau er opnået ved brug af superafkølet luft, som bliver meget tæt og kræver mindre kompression, og endnu vigtigere, på grund af de lave driftstemperaturer, er det muligt at bruge tilstrækkeligt lette legeringer til det meste af hybridmotoren design.
Motoren har en høj specifik impuls i atmosfæren, som når 3500 sekunder. Til sammenligning har en almindelig raketmotor en bestemt impuls, som i bedste fald er cirka 450 sekunder, og selv en "termisk" atomraketmotor, der anses for lovende, lover at nå en størrelse på kun 900 sekunder.
Kombinationen af lav motormasse og høj brændstofeffektivitet giver det lovende Skylon-fly evnen til at nå kredsløb i en etrinsfunktion, mens motoren fungerer som en luftstrålemotor op til en hastighed på M = 5, 14 og en højde på 28,5 km. Samtidig er luftfartøjskøretøjet i stand til at nå en bane med en meget stor nyttelast i forhold til selve flyets startvægt. Det kunne tidligere ikke opnås med nogen konventionelle fly.
Motor fordele
I modsætning til sine traditionelle raketfætre og ligesom andre typer jetmotorer kan den nye britiske hybridmotor bruge luft til at brænde brændstof, hvilket reducerer den nødvendige vægt af drivmiddel, samtidig med at vægten af nyttelasten øges. En ramjet -motor (ramjet -motor) og en hypersonisk ramjet -motor (scramjet -motor) skal bruge tilstrækkelig tid i den nedre atmosfære for at udvikle en hastighed, der er tilstrækkelig til at komme ind i kredsløb, hvilket igen frembringer problemet med intens opvarmning motor ved hypersonisk hastighed, samt mulige tab på grund af kompleksiteten af termisk beskyttelse og betydelig vægt.
På samme tid behøver en hybrid jetmotor som Sabre kun at opnå en lav hypersonisk hastighed (det er værd at huske på, at hypersonisk er alt efter M = 5) i de nederste lag af Jordens atmosfære, før der skiftes til en lukket cyklus og lave en stejl stigning fra acceleration i rakettilstand.
I modsætning til traditionelle ramjet- eller scramjet -motorer er den nye britiske Sabre -motor i stand til at levere et højt tryk fra nulhastighed til M = 5, 14 inklusive i hele højdeområdet med meget god effektivitet over hele højdeområdet. Derudover indikerer evnen til at skabe tryk selv ved nulhastighed muligheden for at teste hybridmotoren på jorden, hvilket reducerer udviklingsomkostningerne betydeligt.
Antagne egenskaber ved Sabre -motoren:
Stød på havets overflade - 1960 kN
Ugyldig kraft - 2940 kN
Stød-til-vægt-forhold-ca. 14 (i atmosfæren)
Specifik impuls i vakuum - 460 sekunder.
Specifik impuls ved havniveau - 3600 sekunder.
