Ұлыбритания үкіметі Reaction Engines жеке компаниясының жобасына 60 миллион фунт (шамамен 3 миллиард рубль) инвестиция салуға дайын екенін мәлімдеді. Компания инженерлері жаңа коммерциялық реактивті қозғалтқыштың жұмыс үлгісін құруды күтеді. Қозғалтқыш Saber деп аталады, Synergetic Air-Breathing Rocket Engine аббревиатурасы. Қазіргі уақытта жаңа қозғалтқыштың прототиптерінің зертханалық сынақтары сәтті аяқталды, бұл мемлекеттің осы жобаға инвестиция салуына қосымша ынталандыру болды.
Saber қозғалтқыштарына негізделген ұшақ стратосфераға небәрі 15 минутта жетіп, мысалы Австралиядан Америка Құрама Штаттарына дейінгі қашықтықты 4 сағатта жүріп өтеді. Мұндай ұшақтың жылдамдығы дыбыс жылдамдығынан бірден 5 есе асып түседі. Қазіргі уақытта Reaction Engines өзінің әйгілі Skylon ұшақтарын 5635 км / сағ дейін жылдамдата алатын жаңа қозғалтқышпен жабдықтауды жоспарлап отыр. Британдық компания өкілдерінің айтуынша, Skylon -да нағыз «ғарыш кемесіне» айналуға және төмен орбитада ұшуға барлық мүмкіндік бар.
Қазіргі авиацияда қолданылатын дәстүрлі қозғалтқыштар, егер ұшақ 3000 км / сағ жылдамдыққа жетсе, сұйық оттегімен толтырылған арнайы резервуарларды тасымалдауды қажет етеді. Мұндай ұшақтар қарапайым ауамен «дем ала алмайды», өйткені ол өте жоғары температураға дейін қызады. Сонымен қатар, Saber қозғалтқышы сұйық оттегінің орнына ауаны қолдануға мүмкіндік береді: ол гелиймен толтырылған түтіктердің тұтас жүйесімен жабдықталған. Бұл түтіктерден ауа өткен кезде гелий оны суытады және қажетті температурадағы оттегі (бастапқы 1000 градустың орнына -150 градус Цельсий) тікелей қозғалтқышқа жеткізіледі.
Reaction Engines әзірлеген Saber қозғалтқышы 2 режимде жұмыс істей алады: реактивті қозғалтқыш ретінде және зымыран қозғалтқышы ретінде. Компания өкілдерінің айтуынша, бұл қозғалтқышты Skylon ұшақтарында қолдану оның Жер атмосферасындағы дыбыс жылдамдығынан 5 есе, ғарыш кеңістігінде 25 есе болуына мүмкіндік береді. Бұл қозғалтқыштың атмосферада тиімді жұмыс істеуіне мүмкіндік беретін негізгі элементі -алдын ала салқындатқыш, онда температурасы шамамен 1000 градус болатын сыртқы ауа -150 градусқа дейін салқындатылады. екінші
Skylon ғарышқа шыққаннан кейін оны «ғарыштық режим» деп атауға болады. Бұл жағдайда ұшақ 36 сағат бойы төмен орбитада бола алады. Бұл уақыт, мысалы, спутникті ұшыруға жеткілікті. Оның үстіне бұл өте тиімді технология болады. Компанияның негізін қалаушы Алан Бондтың айтуынша, егер Sabre қозғалтқыштарының коммерциялық өндірісі жолға қойылса, спутниктерді ұшыруға және басқа да осындай миссияларға қажетті сома бірден 95% -ға азайтылуы мүмкін.
Сонымен қатар, әуе-реактивті қозғалтқыштарда жасалған жаңа ғарыш аппараттары ғарыштық туризм нарығында өте жақсы перспективаға айналуы мүмкін. Бұл жағдайда британдық Reaction Engines фирмасы Ричард Брансонға тиесілі Virgin Galactic үшін өте күшті бәсекелес бола алады. Енді миллиардер барлығын тек 121 мың фунтқа (шамамен 6 миллион рубль) біздің планетамызды көруге шақырады. Reaction Engines компаниясының өкілдері Skylon ғарыш кемесімен ұшу ғарыштық туристерге айтарлықтай арзанға түседі дейді, алайда олар қанша екенін әлі айтпайды. Ұлыбритания үкіметінің осы өршіл жобаны қаржыландыруға қатысты жоспарлары туралы толығырақ Глазгода Ұлыбританияның арнайы ғарыш конференциясы өткенде белгілі болады.
Пайда болу тарихы
Алдын ала салқындатылған қозғалтқышты жобалау идеясы Роберт Кармайклға 1955 жылы келді. Бұл идеядан кейін АҚШ әуе күштерінің аэроғарыштық ұшақ жобасы бойынша жұмысының аясында өткен ғасырдың 60 -жылдары Marquardt пен General Dynamics жасаған сұйытылған әуе қозғалтқышы (LACE) идеясы пайда болды.
Алайда, Sabre жаңа қозғалтқышының жобасы бойынша жұмыс 1989 жылы ғана басталды, ал осы жылы Reaction Engines Limited құрылды. Компания мамандары бұрын ұсынылған идеяларды дамыта отырып, жоба бойынша жұмысын жалғастырды. Нәтижесінде Saber гибридті қозғалтқышын құру 30 адамнан тұратын зерттеу тобынан 22 жыл қажет болды. Олардың күш -жігерінің нәтижесі - Фарнборо әуе көрмесінде қойылған Skylon ұшағына орнатылған жалған қозғалтқыштың құрылысы.
Reaction Engines жүргізген соңғы сынақтар ауаны алдын ала салқындату технологияларына бағытталған. Қазіргі уақытта бұл компанияның мамандары қолында жұмыс істейтін технологиясы бар, салқындату жүйесінің прототипін әзірлеп жатыр. Бұл үлгінің салмағы салыстырмалы түрде жеңіл болуы керек, сонымен қатар аэродинамикалық тұрақтылықты, жоғары механикалық беріктігін және күшті дірілге төзімділігін көрсетуі керек. Компанияның жоспарына сәйкес, салқындатқыштың прототипін сынау 2012 жылдың тамызында басталуы керек еді.
2012 жылдың қараша айына дейін Reaction Engines компаниясы «Ауа / сұйық оттегімен жұмыс істейтін гибридті зымыран қозғалтқышы үшін маңызды жылу алмастырғыш технологиясы» жобасы бойынша жабдықты сынауды аяқтады. Бұл жобаның барлық әлеуетті инвесторларына ұсынылған технологиялардың өміршеңдігін дәлелдейтін гибридті қозғалтқышты құру процесінің өте маңызды кезеңі болды. Сабер қозғалтқышы кіретін ауаны -150 ° C (-238 ° F) дейін салқындатуға қабілетті жылу алмастырғышқа негізделген. Жұмыс процесінде салқындатылған ауа сұйық сутегімен араласады, содан кейін ол жану арқылы жер атмосферасынан тыс ұшу кезінде резервуарлардан сұйық оттегіне ауыспас бұрын атмосфералық ұшуға қажетті серпілісті қамтамасыз етеді. Бұл өте маңызды технологияның табысты сынақтары жылу алмастырғыштың биіктіктегі ұшу жағдайында жоғары тиімділікпен жұмыс істеу үшін атмосферадан оттегінің қажетті мөлшерін алу үшін гибридті қозғалтқыштың қажеттілігін қанағаттандыра алатынын іс жүзінде растады.
2012 жылғы Фарнборо әуе көрмесінде Ұлыбританияның университеттер мен ғылым жөніндегі мемлекеттік хатшысы Дэвид Уиллетс бұл дамуды жоғары бағалады. Атап айтқанда, министр бұл гибридті қозғалтқыш бүгінгі күні ғарыш саласында қалыптасқан ойын шарттарына барынша әсер ете алатынын айтты. Қозғалтқышты алдын ала салқындату жүйесінің табысты сынақтары Ұлыбритания ғарыш агенттігі 2010 жылы жасаған ұсынылған тұжырымдаманың жоғары бағаланғанын растады. Министр, егер олар бір күні өздерінің коммерциялық рейстерін ұйымдастыру үшін осы технологияны қолдана білсе, бұл ауқымды фантастикалық оқиғаға айналатынына назар аударды.
Дэвид Виллетс сонымен қатар Еуропалық ғарыш агенттігінің Skylon жобасын қаржыландыруға келісу ықтималдығы аз екенін атап өтті. Осы себепті Ұлыбритания ғарыш кемесінің құрылысымен айналысуға мәжбүр болатынына дайын болуы керек.
Өнімділік
Сабер гибридті қозғалтқышының конструктивті салмағының арақатынасы 14 бірліктен асады деп күтілуде. Айта кету керек, кәдімгі реактивті қозғалтқыштардың тартылу салмағының коэффициенті 5 бірлік шегінде, ал дыбыстан жоғары жылдамдықтағы қозғалтқыштар үшін тек 2 бірлік. Бұл өнімділіктің жоғары деңгейіне өте тығыз болатын және аз қысуды қажет ететін өте салқындатылған ауаны қолдану арқылы қол жеткізілді, ал одан да маңыздысы - жұмыс температурасының төмен болуына байланысты гибридті қозғалтқыштың көпшілігі үшін жеткілікті жеңіл қорытпаларды қолдануға болады. дизайн.
Қозғалтқыш атмосферада 3500 секундқа жететін жоғары спецификалық импульске ие. Салыстыру үшін қарапайым зымыран қозғалтқышының нақты импульсі бар, ол ең жақсы жағдайда шамамен 450 секунд, тіпті перспективалы деп саналатын «термиялық» ядролық зымыран қозғалтқышы тек 900 секунд шамасына жетуге уәде береді.
Қозғалтқыштың төмен массасы мен жоғары отын тиімділігі комбинациясы перспективалы Skylon ұшақтарына бір сатылы режимде орбитаға шығуға мүмкіндік береді, ал қозғалтқыш M = 5, 14 және биіктіктегі әуе реактивті қозғалтқыш ретінде жұмыс істейді. 28,5 км. Бұл ретте аэроғарыш аппараты ұшақтың өзінің ұшу салмағына қатысты өте үлкен жүктемесі бар орбитаға шыға алады. Бұған бұрын кез келген қарапайым ұшақ қол жеткізе алмады.
Қозғалтқыштың артықшылықтары
Дәстүрлі зымыран туыстарынан және реактивті қозғалтқыштардың басқа түрлерінен айырмашылығы, британдық жаңа гибридті реактивті қозғалтқыш отынды жағу үшін ауаны қолдана алады, бұл отынның қажетті салмағын азайтады, сонымен бірге пайдалы жүктің салмағын арттырады. Қозғалтқыш қозғалтқышы (рамжетек қозғалтқышы) мен гиперсониялық рамкетті қозғалтқыш (скрамжет қозғалтқышы) орбитаға шығуға жеткілікті жылдамдықты дамыту үшін атмосфераның төменгі бөлігінде жеткілікті уақыт өткізуі керек, бұл өз кезегінде қарқынды қыздыру мәселесін алға шығарады. қозғалтқыш гиперсониялық жылдамдықта, сондай -ақ термиялық қорғаудың күрделілігіне және айтарлықтай салмаққа байланысты мүмкін болатын шығындар.
Сонымен қатар, Сабер тәрізді гибридті реактивті қозғалтқыш Жер атмосферасының төменгі қабаттарында жабық циклге ауысар алдында төмен гиперсонды жылдамдыққа жетуі керек (еске түсіру керек, бұл M = 5 -тен кейінгі барлық нәрсе). зымыран режимінде үдеуден тік көтерілу.
Дәстүрлі ramjet немесе scramjet қозғалтқыштарынан айырмашылығы, жаңа британдық Saber қозғалтқышы жоғары биіктік диапазонында нөлдік жылдамдықтан M = 5, 14 -ке дейін жоғары жылдамдықты қамтамасыз ете алады, бұл барлық биіктік диапазонында өте жақсы тиімділікпен. Сонымен қатар, нөлдік жылдамдықта да серпіліс жасау мүмкіндігі гибридті қозғалтқышты жерде сынау мүмкіндігін көрсетеді, бұл әзірлеу құнын айтарлықтай төмендетеді.
Сабер қозғалтқышының болжамды сипаттамалары:
Теңіз деңгейінде серпіліс - 1960 кН
Бос күш - 2940 кН
Қысым мен салмақтың арақатынасы-шамамен 14 (атмосферада)
Вакуумдағы меншікті импульс - 460 секунд.
Теңіз деңгейіндегі спецификалық импульс - 3600 секунд.
