Die Britse regering het aangekondig dat hy gereed is om 60 miljoen pond (byna 3 miljard roebels) te belê in die projek van die private onderneming Reaction Engines. Die ingenieurs van die onderneming verwag om 'n werkende model van 'n splinternuwe kommersiële straalmotor te bou. Die enjin kry die naam Sabre, 'n afkorting vir Synergetic Air-Breathing Rocket Engine. Tans is laboratoriumtoetse van prototipes van die nuwe enjin reeds suksesvol afgehandel, wat 'n bykomende aansporing vir die staat geword het om in hierdie projek te belê.
'N Vliegtuig wat op Sabre -enjins gebaseer is, kan binne 15 minute die stratosfeer bereik en byvoorbeeld die afstand van Australië na die Verenigde State in slegs 4 uur aflê. Die spoed van so 'n vliegtuig sou die klanksnelheid met 'n faktor 5 tegelyk oorskry. Tans beplan Reaction Engines om hul beroemde Skylon -vliegtuie toe te rus met 'n nuwe enjin, wat moontlik tot 5635 km / h kan versnel. Volgens verteenwoordigers van die Britse maatskappy het Skylon alle kans om 'n regte 'ruimteskip' te word en in 'n lae aarde -baan te vlieg.
Tradisionele enjins, wat vandag in die lugvaart gebruik word, vereis dat spesiale tenks met vloeibare suurstof gevul word as die vliegtuig 'n spoed van meer as 3000 km / h bereik tydens die vlug. Sulke vliegtuie kan nie gewone lug "inasem" nie, aangesien dit tot baie hoë temperature sou verhit. Terselfdertyd laat die Sabre -enjin lug in plaas van vloeibare suurstof toe: dit is toegerus met 'n hele stelsel buise wat met helium gevul is. As lug deur hierdie buise gaan, koel helium dit af en suurstof van die vereiste temperatuur (-150 grade Celsius in plaas van die oorspronklike 1000 grade) word direk aan die enjin gelewer.
Die Sabre -enjin is ontwikkel deur reaksiemotore en kan in twee modi werk: as 'n straalmotor en as 'n vuurpylenjin. Volgens verteenwoordigers van die onderneming, sal die gebruik van hierdie enjin op die Skylon -vliegtuig dit moontlik maak om 5 keer die spoed van klank in die aarde se atmosfeer en 25 keer in die buitenste ruimte te wees. Die belangrikste element van hierdie enjin, wat hom in staat sal stel om effektief binne die atmosfeer te werk, is die voorverkoeler, waarin die inkomende buitelug met 'n temperatuur van ongeveer 1000 grade afgekoel word tot 'n temperatuur van -150 grade in slegs 'n honderdste van 'n tweede.
Sodra die Skylon die ruimte binnegekom het, kan dit in die sogenaamde "ruimte -modus" geplaas word. In hierdie geval sal die vliegtuig 36 uur in 'n lae-aarde wentelbaan kan bly. Hierdie tyd is byvoorbeeld meer as voldoende om 'n satelliet te lanseer. Boonop sal dit 'n baie winsgewende tegnologie wees. Volgens Alan Bond, die stigter van die onderneming, kan die bedrag wat nodig is vir die opskiet van satelliete en ander soortgelyke missies onmiddellik met 95% verminder word as die kommersiële produksie van Sabre -enjins vasgestel word.
Boonop kan 'n nuwe ruimtetuig wat op lugvliegtuigmotors gebou is, 'n baie goeie vooruitsig op die ruimtetoerismemark word. In hierdie geval kan die Britse firma Reaction Engines 'n baie sterk mededinger word vir Virgin Galactic, wat aan Richard Branson behoort. Nou nooi die miljardêr almal om ons planeet vir slegs 121 duisend pond (byna 6 miljoen roebels) deur die venster te sien. Verteenwoordigers van die Reaction Engines -maatskappy sê dat die vlug op hul Skylon -ruimtetuig ruimtetoeriste aansienlik minder gaan kos, maar hulle sê nog nie hoeveel nie. Meer besonderhede oor die planne van die Britse regering met betrekking tot befondsing vir hierdie ambisieuse projek sal bekend word wanneer 'n spesiale Britse ruimtekonferensie in Glasgow gehou word.
Geskiedenis van voorkoms
Die idee om 'n voorafverkoelde enjin te ontwerp, het Robert Carmichael eers in 1955 gekry. Hierdie idee is gevolg deur die idee van 'n vloeibare lugmotor (LACE), wat oorspronklik in die 60's van die vorige eeu deur Marquardt en General Dynamics ontwikkel is, as deel van die Amerikaanse lugmag se werk aan die Aerospaceplane -projek.
Die werk aan die projek van 'n nuwe Sabre -enjin het egter eers in 1989 begin, en vanjaar is Reaction Engines Limited gestig. Die spesialiste van die onderneming werk voort met die projek en ontwikkel die idees wat vroeër aangebied is. As gevolg hiervan het die oprigting van die Sabre -hibriede enjin 22 jaar geneem van 'n navorsingspan van 30 mense. Die vrug van hul pogings was die bou van 'n spottende enjin wat op die Skylon -vliegtuig geïnstalleer is, wat op die Farnborough Air Show te sien was.
Die nuutste toetse wat deur reaksiemotore uitgevoer is, fokus op lugverkoelingstegnologieë. Op die oomblik ontwikkel die spesialiste van hierdie onderneming, met 'n werkbare tegnologie in hul hande, 'n prototipe van die verkoelingstelsel. Hierdie monster moet relatief lig wees en moet ook aërodinamiese stabiliteit, hoë meganiese sterkte en weerstand teen sterk trillings vertoon. Volgens die planne van die onderneming sou toetse van 'n prototipe koeler in Augustus 2012 begin.
Teen November 2012 het reaksiemotors toerustingtoetse voltooi onder die projek "Heat Exchanger Technology Critical for Air / Liquid Oxygen Powered Hybrid Rocket Engine". Dit was 'n baie belangrike stadium in die proses om 'n hibriede enjin te skep, wat aan alle potensiële beleggers in die projek bewys het hoe lewensvatbaar die tegnologie is. Die Sabre -enjin is gebaseer op 'n warmtewisselaar wat die inkomende lug tot -150 ° C (-238 ° F) kan afkoel. In die proses word afgekoelde lug met vloeibare waterstof gemeng, waarna dit deur verbranding die nodige dryfkrag bied vir atmosferiese vlug, voordat dit oorskakel na vloeibare suurstof uit tenks, wanneer dit buite die aarde se atmosfeer vlieg. Suksesvolle toetse van hierdie taamlik kritieke tegnologie het in die praktyk bevestig dat die warmtewisselaar in die behoeftes van 'n hibriede enjin kan voorsien om die benodigde hoeveelheid suurstof uit die atmosfeer te kry om met hoë doeltreffendheid in vlugtoestande op hoë hoogte te funksioneer.
By die Farnborough Air Show in 2012 het David Willets, die Britse minister van buitelandse sake vir universiteite en wetenskap, die ontwikkeling geprys. Die minister het veral gesê dat hierdie hibriede enjin die mees werklike impak kan hê op die spelomstandighede wat vandag in die ruimtebedryf ontstaan het. Die suksesvolle toetse van die voorverkoelingstelsel van die enjin bevestig die hoë waardering van die voorgestelde konsep, wat in 2010 deur die Britse Ruimte-agentskap gemaak is. Die minister het ook kennis geneem van die feit dat as hulle dit eendag regkry om hierdie tegnologie toe te pas om hul eie kommersiële vlugte te reël, dit ongetwyfeld 'n fantastiese gebeurtenis op groot skaal sal word.
David Willets het ook kennis geneem van die feit dat die kans groot is dat die Europese Ruimte -agentskap sal instem om die Skylon -projek te finansier. Om hierdie rede moet Groot -Brittanje voorbereid wees op die feit dat dit die konstruksie van die ruimtetuig, hoofsaaklik met eie fondse, sal moet hanteer.
Optrede
Die ontwerp-stoot-gewig-verhouding van die Sabre-hibriede enjin sal na verwagting meer as 14 eenhede wees. Dit is opmerklik dat die druk-tot-gewig-verhouding van gewone straalmotore binne 5 eenhede is, en slegs 2 eenhede vir supersoniese ramjet-enjins. Hierdie hoë prestasievlak is bereik deur die gebruik van onderverkoelde lug, wat baie dig word en minder druk vereis, en nog belangriker, as gevolg van die lae bedryfstemperatuur, is dit moontlik om voldoende ligte legerings vir die grootste deel van die hibriede enjin te gebruik ontwerp.
Die enjin het 'n hoë spesifieke impuls in die atmosfeer, wat 3500 sekondes bereik. Ter vergelyking, 'n gewone vuurpylenjin het 'n spesifieke impuls, wat hoogstens ongeveer 450 sekondes is, en selfs 'n "termiese" kernraketmotor, wat as belowend beskou word, beloof om slegs 900 sekondes te bereik.
Die kombinasie van lae enjinmassa en hoë brandstofdoeltreffendheid gee die belowende Skylon-vliegtuig die moontlikheid om in 'n enkelfase-modus te wentel, terwyl die enjin werk as 'n lugstraal-enjin tot 'n spoed van M = 5, 14 en 'n hoogte van 28,5 km. Terselfdertyd kan die lugvaartuig 'n wentelbaan bereik met 'n baie groot vrag in verhouding tot die opstyggewig van die vliegtuig self. Dit kon voorheen nie met enige konvensionele vliegtuig bereik word nie.
Enjin voordele
In teenstelling met sy tradisionele raket -neefs, en soos ander soorte straalmotore, kan die nuwe Britse hibriede straalmotor lug gebruik om brandstof te verbrand, wat die benodigde gewig van die dryfmiddel verminder, terwyl die gewig van die vrag verhoog word. 'N Ramjet -enjin (ramjet -enjin) en 'n hipersoniese ramjet -enjin (scramjet -enjin) moet voldoende tyd in die laer atmosfeer deurbring om 'n spoed te ontwikkel wat voldoende is om 'n wentelbaan binne te gaan, wat weer die probleem van intense verhitting na vore bring. enjin met hipersoniese spoed, sowel as moontlike verliese as gevolg van die kompleksiteit van termiese beskerming en aansienlike gewig.
Terselfdertyd hoef 'n hibriede straalmotor soos die Sabre slegs 'n lae hipersoniese spoed te behaal (dit is die moeite werd om te onthou dat hipersoniese alles na M = 5 is) in die onderste lae van die aarde se atmosfeer, voordat dit oorgaan na 'n geslote siklus en maak 'n skerp klim van versnelling in vuurpylmodus.
In teenstelling met tradisionele ramjet- of scramjet -enjins, kan die nuwe Britse Sabre -enjin 'n hoë stootkrag bied van nulsnelheid tot M = 5, 14 inklusief, oor die hele hoogtebereik, met 'n baie goeie doeltreffendheid oor die hele hoogte. Boonop dui die vermoë om stootkrag te skep, selfs teen nulsnelheid, die moontlikheid om die hibriede enjin op die grond te toets, wat die ontwikkelingskoste aansienlik verlaag.
Veronderstelde eienskappe van die Sabre -enjin:
Stoot op seevlak - 1960 kN
Ongedrewe druk - 2940 kN
Stoot-tot-gewig-verhouding-ongeveer 14 (in die atmosfeer)
Spesifieke impuls in vakuum - 460 sekondes.
Spesifieke impuls op seevlak - 3600 sekondes.
