Britanska vlada objavila je da je spremna uložiti 60 miliona funti (skoro 3 milijarde rubalja) u projekat privatne kompanije Reaction Engines. Inženjeri kompanije očekuju da će izgraditi radni model potpuno novog komercijalnog mlaznog motora. Motor će se zvati Sabre, kratica za Synergetic Air-Breathing Rocket Engine. Trenutno su laboratorijska ispitivanja prototipova novog motora već uspješno završena, što je državi postalo dodatni poticaj za ulaganje u ovaj projekt.
Zrakoplov zasnovan na motorima Sabre moći će doći do stratosfere za samo 15 minuta, a udaljenost, na primjer, od Australije do Sjedinjenih Država preći će za samo 4 sata. Brzina takvog aviona premašila bi brzinu zvuka za faktor 5 odjednom. Trenutno Reaction Engines planira opremiti svoj slavni zrakoplov Skylon novim motorom, koji bi mogao ubrzati do 5635 km / h. Prema riječima predstavnika britanske kompanije, Skylon ima sve šanse da postane pravi "svemirski brod" i leti u niskoj Zemljinoj orbiti.
Tradicionalni motori, koji se danas koriste u vazduhoplovstvu, zahtevaju transport posebnih rezervoara napunjenih tečnim kiseonikom ako avion postigne brzinu veću od 3000 km / h u letu. Takvi avioni ne mogu "udisati" običan zrak, jer bi se zagrijao do vrlo visokih temperatura. Istovremeno, motor Sabre dopušta upotrebu zraka umjesto tekućeg kisika: opremljen je cijelim sistemom cijevi ispunjenih helijumom. Dok zrak prolazi kroz ove cijevi, helij ga hladi i kisik potrebne temperature (-150 stupnjeva Celzijusa umjesto prvobitnih 1000 stepeni) isporučuje se direktno u motor.
Razvijen od strane Reaction Engines, motor Sabre može raditi u 2 načina: kao mlazni motor i kao raketni motor. Prema riječima predstavnika kompanije, upotreba ovog motora u avionu Skylon omogućit će mu da bude 5 puta veća od brzine zvuka u Zemljinoj atmosferi i 25 puta u svemiru. Ključni element ovog motora, koji će mu omogućiti efikasan rad u atmosferi, je predhlađivač, u kojem se ulazni vanjski zrak s temperaturom od oko 1000 stupnjeva hladi na temperaturu od -150 stupnjeva za samo jednu stotinku sekunda.
Kada Skylon uđe u svemir, može se staviti u ono što se naziva "svemirski način". U tom slučaju, zrakoplov će moći ostati u niskoj Zemljinoj orbiti 36 sati. Ovo vrijeme je više nego dovoljno, na primjer, za lansiranje satelita. Štoviše, to će biti vrlo isplativa tehnologija. Prema riječima Alana Bonda, koji je osnivač kompanije, iznos potreban za lansiranje satelita i drugih sličnih misija mogao bi se odmah smanjiti za 95% ako se uspostavi komercijalna proizvodnja motora Sabre.
Osim toga, nove svemirske letjelice izgrađene na zračno-mlaznim motorima mogu postati vrlo dobra perspektiva na tržištu svemirskog turizma. U ovom slučaju, britanska firma Reaction Engines mogla bi postati vrlo jak konkurent Virgin Galactic -u, koji pripada Richardu Bransonu. Sada milijarder poziva sve da pogledaju našu planetu kroz prozor za samo 121 hiljadu funti (skoro 6 miliona rubalja). Predstavnici kompanije Reaction Engines kažu da će let njihovom svemirskom letjelicom Skylon svemirske turiste koštati znatno manje, međutim, još ne govore koliko. Više detalja o planovima britanske vlade u vezi s financiranjem ovog ambicioznog projekta bit će poznato kada se u Glasgowu održi posebna britanska svemirska konferencija.
Istorija pojavljivanja
Ideja o projektiranju predhlađenog motora prvi je put došla Robertu Carmichaelu davne 1955. godine. Ovu ideju je slijedila ideja o motoru na ukapljeni vazduh (LACE), koji su prvobitno razvili Marquardt i General Dynamics 60 -ih godina prošlog vijeka, kao dio rada američkih zračnih snaga na projektu Aerospaceplane.
Međutim, radovi na projektu novog motora Sabre započeli su tek 1989. godine, a ove je godine osnovana Reaction Engines Limited. Stručnjaci kompanije nastavili su raditi na projektu, razvijajući ranije predstavljene ideje. Kao rezultat toga, za stvaranje hibridnog motora Sabre trebalo je 22 godine od istraživačkog tima od 30 ljudi. Plod njihovih napora bila je izgradnja lažnog motora, koji je instaliran na avionu Skylon, koji je bio izložen na aeromitingu Farnborough.
Najnovija ispitivanja koja su proveli Reaction Engines fokusirali su se na tehnologije predhlađenja zraka. Trenutno stručnjaci ove kompanije, koji u rukama imaju primjenjivu tehnologiju, razvijaju prototip rashladnog sistema. Ovaj bi uzorak trebao biti relativno lagan u težini, a također mora pokazivati aerodinamičku stabilnost, visoku mehaničku čvrstoću i otpornost na jake vibracije. Prema planovima kompanije, testiranje prototipa hladnjaka trebalo je da počne u avgustu 2012.
Do novembra 2012. godine, Reaction Engines su završili testiranje opreme u okviru projekta „Tehnologija izmjenjivača topline koja je kritična za hibridne raketne motore na zrak / tekući kisik“. Ovo je bila vrlo važna faza u procesu stvaranja hibridnog motora, koja je svim potencijalnim investitorima u projekt dokazala održivost predstavljenih tehnologija. Motor Sabre zasnovan je na izmjenjivaču topline koji može rashladiti ulazni zrak do -150 ° C (-238 ° F). U procesu rada rashlađeni zrak se miješa s tekućim vodikom, nakon čega, sagorijevanjem, osigurava potreban potisak za atmosferski let, prije prelaska na tekući kisik iz spremnika, kada leti izvan zemljine atmosfere. Uspješni testovi ove prilično kritične tehnologije potvrdili su u praksi da je izmjenjivač topline sposoban zadovoljiti potrebe hibridnog motora za dobijanje potrebne količine kisika iz atmosfere za visoku efikasnost u uslovima leta na malim visinama.
Na aeromitingu Farnborough 2012. David Willets, britanski državni sekretar za univerzitete i nauku, pohvalio je razvoj. Ministar je posebno rekao da ovaj hibridni motor može imati najstvarniji utjecaj na uslove igre koji su se danas formirali u svemirskoj industriji. Uspješni testovi sistema predhlađenja motora potvrdili su visoku ocjenu predloženog koncepta, koju je napravila britanska svemirska agencija 2010. godine. Ministar je također napomenuo činjenicu da će, ako jednog dana uspiju primijeniti ovu tehnologiju za organizaciju vlastitih komercijalnih letova, to nesumnjivo postati fantastičan događaj razmjera.
David Willets je također primijetio činjenicu da je mala vjerovatnoća da će se Evropska svemirska agencija složiti da financira projekt Skylon. Iz tog razloga, Velika Britanija mora biti spremna na činjenicu da će se morati baviti izgradnjom svemirske letjelice, najvećim dijelom vlastitim sredstvima.
Performanse
Predviđeno je da omjer potiska i težine Sabre hibridnog motora bude veći od 14 jedinica. Vrijedi napomenuti da je omjer potiska i težine uobičajenih mlaznih motora unutar 5 jedinica, a samo 2 jedinice za nadzvučne ramjetne motore. Ova visoka razina performansi postignuta je upotrebom prehlađenog zraka, koji postaje vrlo gust i zahtijeva manje kompresije, a što je još važnije, zbog niskih radnih temperatura, moguće je koristiti dovoljno lakih legura za većinu hibridnih motora dizajn.
Motor ima visoki specifični impuls u atmosferi, koji doseže 3500 sekundi. Za usporedbu, običan raketni motor ima specifičan impuls, koji je u najboljem slučaju oko 450 sekundi, pa čak i "termalni" nuklearni raketni motor, koji se smatra obećavajućim, obećava da će doseći veličinu od samo 900 sekundi.
Kombinacija male mase motora i velike potrošnje goriva daje obećavajućim avionima Skylon mogućnost da stignu u orbitu u jednostepenom režimu, dok motor radi kao vazdušno-mlazni motor do brzine M = 5, 14 i nadmorske visine od 28,5 km. U isto vrijeme, svemirsko vozilo može doseći orbitu s vrlo velikim korisnim opterećenjem u odnosu na poletnu težinu samog aviona. To se ranije nije moglo postići nijednim konvencionalnim avionom.
Prednosti motora
Za razliku od svojih tradicionalnih raketnih rođaka, i poput drugih tipova mlaznih motora, novi britanski hibridni mlazni motor može koristiti zrak za sagorijevanje goriva, što smanjuje potrebnu težinu pogonskog goriva, dok povećava težinu korisnog tereta. Ramjet motor (ramjet motor) i hiperzvučni ramjet motor (scramjet motor) moraju provesti dovoljno vremena u donjoj atmosferi kako bi razvili brzinu dovoljnu za ulazak u orbitu, što opet dovodi do izražaja problem intenzivnog zagrijavanja motor hipersoničnom brzinom, kao i mogući gubici zbog složenosti toplinske zaštite i značajne težine.
U isto vrijeme, hibridni mlazni motor poput Sabre samo treba postići nisku hipersoničnu brzinu (vrijedi podsjetiti da je hipersonična sve nakon M = 5) u donjim slojevima Zemljine atmosfere, prije nego što pređe u zatvoreni ciklus i strmi uspon od ubrzanja u režimu rakete.
Za razliku od tradicionalnih ramjetnih ili scramjet motora, novi britanski motor Sabre može pružiti veliki potisak od nulte brzine do M = 5, 14 uključujući, u cijelom rasponu nadmorskih visina, s vrlo dobrom efikasnošću u cijelom rasponu visina. Osim toga, mogućnost stvaranja potiska čak i pri nultoj brzini ukazuje na mogućnost testiranja hibridnog motora na zemlji, što značajno smanjuje troškove razvoja.
Pretpostavljene karakteristike motora Sabre:
Potisak na razini mora - 1960 kN
Potisak praznine - 2940 kN
Omjer potiska i težine-oko 14 (u atmosferi)
Specifični impuls u vakuumu - 460 sekundi.
Specifični impuls na nivou mora - 3600 sekundi.
