Britanska vlada je objavila, da je pripravljena vložiti 60 milijonov funtov (skoraj 3 milijarde rubljev) v projekt zasebnega podjetja Reaction Engines. Inženirji podjetja pričakujejo, da bodo izdelali delujoč model povsem novega komercialnega reaktivnega motorja. Motor se bo imenoval Sabre, kratica za Synergetic Air-Breathing Rocket Engine. Trenutno so laboratorijski testi prototipov novega motorja že uspešno zaključeni, kar je državi postalo dodatna spodbuda za vlaganja v ta projekt.
Letalo, ki temelji na motorjih Sabre, bo lahko prišlo v stratosfero v samo 15 minutah, razdaljo, na primer od Avstralije do ZDA, pa bo premagalo v samo 4 urah. Hitrost takega letala bi presegla hitrost zvoka za faktor 5 naenkrat. Trenutno Reaction Engines načrtuje opremiti svoje znamenito letalo Skylon z novim motorjem, ki bi lahko pospešil do 5635 km / h. Po mnenju predstavnikov britanskega podjetja ima Skylon vse možnosti, da postane prava "vesoljska ladja" in leti po nizki zemeljski orbiti.
Tradicionalni motorji, ki se danes uporabljajo v letalstvu, zahtevajo prevoz posebnih rezervoarjev, napolnjenih s tekočim kisikom, če letalo med letom doseže hitrost več kot 3000 km / h. Takšna letala ne morejo "dihati" navadnega zraka, saj bi se segrela na zelo visoke temperature. Hkrati motor Sabre omogoča uporabo zraka namesto tekočega kisika: opremljen je s celim sistemom cevi, ki so napolnjene s helijem. Ko zrak prehaja skozi te cevi, ga helij ohladi in kisik potrebne temperature (-150 stopinj Celzija namesto prvotnih 1000 stopinj) se dovaja neposredno v motor.
Motor Sabre, ki so ga razvili Reaction Engines, lahko deluje v dveh načinih: kot reaktivni motor in kot raketni motor. Po navedbah predstavnikov podjetja bo uporaba tega motorja na letalu Skylon omogočila 5 -kratno hitrost zvoka v zemeljski atmosferi in 25 -krat v vesolju. Ključni element tega motorja, ki mu bo omogočal učinkovito delovanje v ozračju, je predhladilnik, v katerem se vhodni zunanji zrak s temperaturo okoli 1000 stopinj ohladi na temperaturo -150 stopinj v samo eni stotinki drugič.
Ko Skylon vstopi v vesolje, ga lahko postavite v tako imenovani "vesoljski način". V tem primeru bo letalo lahko ostalo v nizki zemeljski orbiti 36 ur. Ta čas je več kot dovolj, na primer za izstrelitev satelita. Poleg tega bo to zelo donosna tehnologija. Po mnenju Alana Bonda, ki je ustanovitelj podjetja, bi se lahko znesek, potreben za izstrelitev satelitov in drugih podobnih misij, takoj zmanjšal za 95%, če bi vzpostavili komercialno proizvodnjo motorjev Sabre.
Poleg tega lahko nova vesoljska plovila, zgrajena na motorjih z zračnimi curki, postanejo zelo dobra možnost na trgu vesoljskega turizma. V tem primeru bi lahko britansko podjetje Reaction Engines postalo zelo močan konkurent Virgin Galactic, ki pripada Richardu Bransonu. Zdaj milijarder vabi vse, da si ogledajo naš planet skozi okno za samo 121 tisoč funtov (skoraj 6 milijonov rubljev). Predstavniki podjetja Reaction Engines pravijo, da bo let na njihovem vesoljskem plovilu Skylon vesoljske turiste stal precej manj, vendar še ne povedo, koliko. Več podrobnosti o načrtih vlade Združenega kraljestva glede financiranja tega ambicioznega projekta bo znanih, ko bo v Glasgowu potekala posebna britanska vesoljska konferenca.
Zgodovina pojavljanja
Ideja o oblikovanju predhlajenega motorja se je Robertu Carmichaelu prvič porodila leta 1955. Tej ideji je sledila ideja o utekočinjenem zračnem motorju (LACE), ki sta jo prvotno razvila Marquardt in General Dynamics v 60. letih prejšnjega stoletja, v okviru dela ameriških letalskih sil pri projektu Aerospaceplane.
Delo na projektu novega motorja Sabre pa se je začelo šele leta 1989, letos pa je nastal Reaction Engines Limited. Strokovnjaki podjetja so še naprej delali na projektu in razvijali prej predstavljene ideje. Posledično je ustvarjanje hibridnega motorja Sabre trajalo 22 let od raziskovalne skupine 30 ljudi. Plod njihovih prizadevanj je bila izdelava lažnega motorja, ki je bil nameščen na letalu Skylon, ki je bilo na ogled na letalskem salonu Farnborough.
Zadnji testi, ki so jih izvedli reakcijski motorji, so se osredotočili na tehnologije predhlajevanja zraka. Trenutno strokovnjaki tega podjetja, ki imajo v rokah uporabno tehnologijo, razvijajo prototip hladilnega sistema. Ta vzorec mora biti sorazmerno lahek in imeti aerodinamično stabilnost, visoko mehansko trdnost in odpornost na močne vibracije. Po načrtih podjetja naj bi se avgusta 2012 začeli preskusi prototipnega hladilnika.
Novembra 2012 so Reaction Engines zaključili preskušanje opreme v okviru projekta "Heat Exornger Technology Critical for Air / Liquid Oxygen Powered Hybrid Rocket Engine". To je bila zelo pomembna faza v procesu ustvarjanja hibridnega motorja, ki je vsem potencialnim vlagateljem v projekt dokazala uspešnost predstavljenih tehnologij. Motor Sabre temelji na toplotnem izmenjevalniku, ki lahko vhodni zrak ohladi do -150 ° C (-238 ° F). Med obratovanjem se ohlajen zrak pomeša s tekočim vodikom, nato pa z zgorevanjem zagotovi potreben potisk za atmosferski let, preden preide na tekoči kisik iz rezervoarjev, ko leti zunaj zemeljske atmosfere. Uspešni preskusi te precej kritične tehnologije so v praksi potrdili, da lahko toplotni izmenjevalec zadovolji potrebe hibridnega motorja, da pridobi potrebno količino kisika iz ozračja za visoko učinkovitost v letalskih razmerah.
Na letalskem salonu Farnborough leta 2012 je David Willets, britanski državni sekretar za univerze in znanost, pohvalil razvoj. Minister je še posebej dejal, da lahko ta hibridni motor najbolj resnično vpliva na pogoje igre, ki so se danes oblikovali v vesoljski industriji. Uspešni preskusi sistema za predhladitev motorja so potrdili visoko oceno predlaganega koncepta, ki ga je leta 2010 izdelala britanska vesoljska agencija. Minister je opozoril tudi na dejstvo, da bo nekoč uspelo uporabiti to tehnologijo za organizacijo lastnih komercialnih letov, potem bo to nedvomno postalo fantastičen dogodek.
David Willets je opozoril tudi na dejstvo, da je majhna verjetnost, da bo Evropska vesoljska agencija pristala na financiranje projekta Skylon. Zaradi tega mora biti Velika Britanija pripravljena na dejstvo, da se bo morala ukvarjati z gradnjo vesoljskega plovila, večinoma z lastnimi sredstvi.
Izvedba
Projekcijsko razmerje potiska in teže hibridnega motorja Sabre naj bi bilo več kot 14 enot. Omeniti velja, da je razmerje med potiskom in maso navadnih reaktivnih motorjev znotraj 5 enot in le 2 enoti za nadzvočne motorje s krožnim curkom. Ta visoka raven zmogljivosti je bila dosežena z uporabo prehlajenega zraka, ki postane zelo gost in zahteva manj stiskanja, in kar je še pomembneje, zaradi nizkih delovnih temperatur je za večino hibridnih motorjev mogoče uporabiti dovolj lahkih zlitin oblikovanje.
Motor ima v zraku visok specifični impulz, ki doseže 3500 sekund. Za primerjavo, navaden raketni motor ima poseben impulz, ki je v najboljšem primeru približno 450 sekund, in celo "termični" jedrski raketni motor, ki velja za obetavnega, obljublja, da bo dosegel velikost le 900 sekund.
Kombinacija majhne mase motorja in visoke porabe goriva daje obetajočim letalom Skylon možnost, da v enostopenjskem načinu dosežejo orbito, medtem ko motor deluje kot motor z zračnim curkom do hitrosti M = 5, 14 in nadmorske višine. 28,5 km. Hkrati lahko vesoljsko vozilo doseže orbito z zelo veliko nosilnostjo glede na vzletno težo letala. Tega prej nobeno običajno letalo ni moglo doseči.
Prednosti motorja
V nasprotju s svojimi tradicionalnimi raketnimi bratranci in podobno kot pri drugih tipih reaktivnih motorjev lahko novi britanski hibridni reaktivni motor uporablja zrak za kurjenje goriva, kar zmanjša potrebno težo pogonskega goriva, hkrati pa poveča težo tovora. Motor ramjet (ramjet motor) in hipersonični motor ramjet (scramjet engine) morata preživeti dovolj časa v spodnji atmosferi, da razvijeta hitrost, ki zadošča za vstop v orbito, kar posledično postavlja v ospredje problem intenzivnega segrevanja motor pri hiperzvočni hitrosti, pa tudi možne izgube zaradi kompleksnosti toplotne zaščite in velike teže.
Hkrati mora hibridni reaktivni motor, kot je Sabre, doseči le nizko hiperzvočno hitrost (velja spomniti, da je hipersonični vse po M = 5) v spodnjih plasteh Zemljine atmosfere, preden se preklopi v zaprt cikel in strm vzpon od pospeševanja v raketnem načinu.
Za razliko od tradicionalnih motorjev ramjet ali scramjet, lahko novi britanski motor Sabre zagotavlja visok potisk od ničelne hitrosti do M = 5, vključno 14, v celotnem območju nadmorske višine, z zelo dobrim izkoristkom v celotnem višinskem območju. Poleg tega zmožnost ustvarjanja potiska tudi pri ničelni hitrosti kaže na možnost preskušanja hibridnega motorja na tleh, kar bistveno zmanjša stroške razvoja.
Predpostavljene lastnosti motorja Sabre:
Potisk na morski gladini - 1960 kN
Prazen potisk - 2940 kN
Razmerje med potiskom in težo-približno 14 (v ozračju)
Specifični impulz v vakuumu - 460 sekund.
Specifični impulz na morski gladini - 3600 sekund.
