ממשלת בריטניה הודיעה כי היא מוכנה להשקיע 60 מיליון פאונד (כמעט 3 מיליארד רובל) בפרויקט של החברה הפרטית Reaction Engines. מהנדסי החברה מצפים לבנות דגם עובד של מנוע סילון מסחרי חדש לגמרי. המנוע ייקרא סאבר, קיצור של מנוע רקטות Synergetic Air-Breathing Airet. נכון לעכשיו, בדיקות מעבדה של אב טיפוס של המנוע החדש כבר הושלמו בהצלחה, מה שהפך לתמריץ נוסף למדינה להשקיע בפרויקט זה.
מטוס המבוסס על מנועי סאבר יוכל להגיע לסטרטוספירה תוך 15 דקות בלבד, ולכסות את המרחק, למשל, מאוסטרליה לארצות הברית תוך 4 שעות בלבד. מהירותו של מטוס כזה תעלה על מהירות הקול בפקטור 5 בבת אחת. נכון לעכשיו, Reaction Engines מתכננים לצייד את מטוסי הסקיילון המפורסמים שלהם במנוע חדש, שעלול להאיץ ל -5635 קמ"ש. לדברי נציגי החברה הבריטית, לסקיילון יש כל סיכוי להפוך ל"ספינת חלל "של ממש ולעוף במסלול כדור הארץ הנמוך.
מנועים מסורתיים, המשמשים כיום בתעופה, דורשים הובלה של טנקים מיוחדים מלאים בחמצן נוזלי אם המטוס מגיע למהירות של יותר מ -3000 קמ"ש בטיסה. מטוסים כאלה אינם יכולים "לנשום" אוויר רגיל, שכן הוא יתחמם לטמפרטורות גבוהות מאוד. יחד עם זאת, מנוע הצבר מאפשר שימוש באוויר במקום בחמצן נוזלי: הוא מצויד במערכת שלמה של צינורות מלאים בהליום. כאשר האוויר עובר בצינורות אלה, הליום מקרר אותו וחמצן של הטמפרטורה הנדרשת (-150 מעלות צלזיוס במקום 1000 מעלות המקוריות) מועבר ישירות למנוע.
מנוע ה- Sabre שפותח על ידי מנועי תגובה, מסוגל לפעול בשני מצבים: כמנוע סילון וכמנוע טילים. לדברי נציגי החברה, השימוש במנוע זה במטוס סקיילון יאפשר לו להיות פי 5 ממהירות הקול באטמוספירה של כדור הארץ ופי 25 בחלל החיצון. מרכיב המפתח של מנוע זה, שיאפשר לו לפעול ביעילות בתוך האטמוספירה, הוא המקרר המקדים, שבו האוויר החיצוני הנכנס עם טמפרטורה של כ -1000 מעלות מקורר לטמפרטורה של -150 מעלות בתוך מאית אחת בלבד. שְׁנִיָה.
ברגע שהסקיילון נכנס לחלל, ניתן להכניס אותו למה שמכונה "מצב שטח". במקרה זה, המטוס יוכל לשהות במסלול של כדור הארץ נמוך במשך 36 שעות. הזמן הזה די והותר, למשל, לשיגור לוויין. יתר על כן, זו תהיה טכנולוגיה רווחית מאוד. לדברי אלן בונד, שהוא מייסד החברה, הסכום הנדרש לשיגור לוויינים ומשימות דומות אחרות עשוי להיות מופחת באופן מיידי ב -95% אם ייווצר הייצור המסחרי של מנועי סייבר.
בנוסף, חלליות חדשות הבנויות על מנועי סילון אוויר יכולות להפוך לאפשרות טובה מאוד בשוק תיירות החלל. במקרה זה, החברה הבריטית Reaction Engines יכולה להפוך למתחרה חזק מאוד של וירג'ין גלקטיק, השייכת לריצ'רד ברנסון. כעת המיליארדר מזמין את כולם לראות את כוכב הלכת שלנו מבעד לחלון תמורת 121 אלף פאונד בלבד (כמעט 6 מיליון רובל). נציגי חברת Reaction Engines אומרים כי הטיסה על חללית סקיילון שלהם תעלה לתיירים בחלל פחות משמעותית, אולם הם עדיין לא אומרים כמה.פרטים נוספים אודות תוכניות ממשלת בריטניה בנוגע למימון הפרויקט השאפתני הזה ייוודעו כאשר תתקיים ועידת חלל מיוחדת בבריטניה בגלזגו.
היסטוריה של המראה
הרעיון לעצב מנוע מקורר עלה לראשונה ברוברט כרמיכאל בשנת 1955. רעיון זה הלך בעקבות הרעיון של מנוע אוויר נוזלי (LACE), שפותח במקור על ידי מרקארדט וג'נרל דינמיקס בשנות ה -60 של המאה הקודמת, כחלק מעבודת חיל האוויר האמריקאי בפרויקט Aerospaceplane.
עם זאת, העבודה על הפרויקט של מנוע סאבר חדש החלה רק בשנת 1989, והשנה הוקמה Reaction Engines Limited. מומחי החברה המשיכו לעבוד על הפרויקט, ופיתחו את הרעיונות שהוצגו קודם לכן. כתוצאה מכך, יצירת המנוע ההיברידי סאבר ארכה 22 שנים מצוות מחקר של 30 איש. פרי מאמציהם היה בניית מנוע מדומה, שהותקן על מטוס סקיילון, שהוצג בתערוכת האוויר בפרנבורו.
הבדיקות האחרונות שבוצעו על ידי מנועי ריאקציה התמקדו בטכנולוגיות קירור אוויר מראש. נכון לעכשיו, המומחים של חברה זו, בעלי טכנולוגיה מעשית בידם, מפתחים אב טיפוס של מערכת הקירור. דגימה זו צריכה להיות קלה יחסית במשקלה ולהציג גם יציבות אווירודינמית, חוזק מכני גבוה ועמידות בפני רעידות חזקות. על פי תוכניות החברה, בדיקות של מצנן אב טיפוס היו אמורות להתחיל באוגוסט 2012.
בנובמבר 2012, מנועי ריאקציה השלימו בדיקות ציוד במסגרת פרויקט "טכנולוגיית מחליף חום קריטי למנוע רקטות היברידי המופעל על ידי אוויר / נוזל חמצן". זה היה שלב חשוב מאוד בתהליך יצירת מנוע היברידי, שהוכיח לכל המשקיעים הפוטנציאליים בפרויקט את כדאיות הטכנולוגיות המוצגות. מנוע הצבר מבוסס על מחליף חום המסוגל לקרר את האוויר הנכנס עד -150 ° C (-238 ° F). בתהליך הפעולה, אוויר מקורר מעורבב עם מימן נוזלי, ולאחר מכן, על ידי שריפה, הוא מספק את הדחף הדרוש לטיסה אטמוספרית, לפני המעבר לחמצן נוזלי ממכלים, בעת טיסה מחוץ לאטמוספירה של כדור הארץ. בדיקות מוצלחות של טכנולוגיה קריטית למדי זו אישרו בפועל כי מחליף החום מסוגל לענות על צרכיו של מנוע היברידי כדי להשיג את כמות החמצן הנדרשת מהאטמוספירה לתפקוד ביעילות גבוהה בתנאי טיסה בגובה נמוך.
בתערוכת האוויר בפרנבורו 2012 דיבר דיוויד ווילטס, מזכיר המדינה של בריטניה לאוניברסיטאות ומדעים, על ההתפתחות. בפרט, אמר השר כי למנוע ההיברידי הזה יכולה להיות ההשפעה האמיתית ביותר על תנאי המשחק שנוצרו היום בתעשיית החלל. הבדיקות המוצלחות של מערכת הקירור של המנוע אישרו את ההערכה הגבוהה של הקונספט המוצע, שנעשה על ידי סוכנות החלל הבריטית בשנת 2010. השר גם ציין את העובדה שאם יום אחד הם יצליחו ליישם את הטכנולוגיה הזו כדי לארגן טיסות מסחריות משלהם, אז זה ללא ספק יהפוך לאירוע פנטסטי בקנה מידה.
דיוויד וילטס ציין גם את העובדה כי יש סיכוי קטן שסוכנות החלל האירופית תסכים לממן את פרויקט סקיילון. מסיבה זו, בריטניה הגדולה צריכה להיות מוכנה לעובדה שהיא תצטרך להתמודד עם בניית החללית, לרוב בכספיה שלה.
ביצועים
יחס הכוח-משקל העיצובי של המנוע ההיברידי סאבר צפוי להיות יותר מ -14 יחידות.ראוי לציין כי יחס הדחף למשקל של מנועי סילון רגילים הוא בתוך 5 יחידות, ורק 2 יחידות למנועי רמט'ט קולי. רמת ביצועים גבוהה זו הושגה באמצעות שימוש באוויר התקרר, שהופך להיות צפוף מאוד ודורש פחות דחיסה, וחשוב מכך, בשל טמפרטורות ההפעלה הנמוכות, ניתן להשתמש בסגסוגות קלות מספיק עבור רוב המנוע ההיברידי. לְעַצֵב.
למנוע יש דחף ספציפי גבוה באטמוספירה, שמגיע ל 3500 שניות. לשם השוואה, למנוע רקטות רגיל יש דחף ספציפי, שהוא כ -450 שניות במקרה הטוב, ואפילו מנוע טילים גרעיני "תרמי", שנחשב מבטיח, מבטיח להגיע לעוצמה של 900 שניות בלבד.
השילוב של מסת מנוע נמוכה ויעילות דלק גבוהה מקנה למטוס סקיילון המבטיח את היכולת להגיע למסלול במצב חד-שלבי, בעוד שהמנוע פועל כמנוע סילון אוויר במהירות של M = 5, 14 וגובה. של 28.5 ק מ. במקביל, הרכב החלל מסוגל להגיע למסלול עם מטען גדול מאוד ביחס למשקל ההמראה של המטוס עצמו. זה לא היה ניתן להשיג על ידי אף מטוס קונבנציונאלי.
יתרונות מנוע
שלא כמו בני הדודים המסורתיים שלה, וכמו סוגים אחרים של מנועי סילון, מנוע הסילון הבריטי החדש יכול להשתמש באוויר לשריפת דלק, מה שמפחית את משקל הדלק הדרוש, תוך הגדלת משקל המטען. מנוע ramjet (מנוע ramjet) ומנוע ramjet היפר -סוני (מנוע scramjet) חייבים לבלות כמות מספקת של זמן באטמוספירה התחתונה על מנת לפתח מהירות מספקת לכניסה למסלול, מה שבתורו מעלה את הבעיה של חימום אינטנסיבי. מנוע במהירות קולית, כמו גם הפסדים אפשריים בשל מורכבות ההגנה התרמית ומשקל משמעותי.
יחד עם זאת, מנוע סילון היברידי כמו הצבר רק צריך להשיג מהירות נמוכה (כדאי לזכור כי היפר -סוני הוא הכל אחרי M = 5) בשכבות התחתונות של האטמוספירה של כדור הארץ, לפני המעבר למחזור סגור ו ביצוע טיפוס תלול מההאצה במצב רקטות.
בניגוד למנועי ramjet או scramjet מסורתיים, מנוע ה- Sabre הבריטי החדש מסוגל לספק דחף גבוה ממהירות אפסית ל- M = 5, 14 כולל, בכל טווח הגבהים, עם יעילות טובה מאוד בכל טווח הגובה. בנוסף, היכולת ליצור דחף גם במהירות אפסית מעידה על האפשרות לבדוק את המנוע ההיברידי בשטח, מה שמוריד את עלות הפיתוח באופן משמעותי.
מאפיינים משוערים של מנוע סאבר:
דחף בגובה פני הים - 1960 kN
דחף חלל - 2940 kN
יחס דחף למשקל-כ -14 (באטמוספרה)
דחף ספציפי בוואקום - 460 שניות.
דחף ספציפי בגובה פני הים - 3600 שניות.
