Britská vláda oznámila, že je připravena investovat 60 milionů liber (téměř 3 miliardy rublů) do projektu soukromé společnosti Reaction Engines. Inženýři společnosti očekávají, že postaví funkční model zbrusu nového komerčního proudového motoru. Motor bude pojmenován Sabre, což je zkratka pro Synergetic Air-Breathing Rocket Engine. V současné době již byly úspěšně dokončeny laboratorní zkoušky prototypů nového motoru, což se pro stát stalo dodatečnou pobídkou k investicím do tohoto projektu.
Letadlo založené na motorech Sabre bude schopno dosáhnout stratosféry za pouhých 15 minut a vzdálenost například z Austrálie do USA překoná za pouhé 4 hodiny. Rychlost takového letadla by překročila rychlost zvuku faktorem 5 najednou. V současné době plánuje Reaction Engines vybavit svá slavná letadla Skylon novým motorem, který by potenciálně mohl zrychlit na 5635 km / h. Podle zástupců britské společnosti má Skylon každou šanci stát se skutečnou „vesmírnou lodí“a létat na nízké oběžné dráze Země.
Tradiční motory, které se dnes používají v letectví, vyžadují přepravu speciálních nádrží naplněných kapalným kyslíkem, pokud letadlo dosahuje za letu rychlosti více než 3000 km / h. Taková letadla nemohou „dýchat“běžný vzduch, protože by se zahřál na velmi vysoké teploty. Motor Sabre zároveň umožňuje použít místo tekutého kyslíku vzduch: je vybaven celým systémem trubek, které jsou naplněny heliem. Když vzduch prochází těmito trubkami, helium jej ochlazuje a kyslík požadované teploty (-150 stupňů Celsia místo původních 1000 stupňů) je dodáván přímo do motoru.
Motor Sabre vyvinutý společností Reaction Engines je schopen pracovat ve 2 režimech: jako proudový motor a jako raketový motor. Podle zástupců společnosti použití tohoto motoru na letounu Skylon umožní dosáhnout 5násobku rychlosti zvuku v zemské atmosféře a 25krát ve vesmíru. Klíčovým prvkem tohoto motoru, který mu umožní efektivně pracovat v atmosféře, je předchladič, ve kterém se přivádějící venkovní vzduch s teplotou přibližně 1000 stupňů ochlazuje na teplotu -150 stupňů za pouhou setinu druhý.
Jakmile Skylon vstoupí do vesmíru, může být umístěn do takzvaného „vesmírného režimu“. V takovém případě bude letoun schopen zůstat na nízké oběžné dráze po dobu 36 hodin. Tato doba je více než dostačující například pro vypuštění satelitu. Navíc to bude velmi výnosná technologie. Podle Alana Bonda, který je zakladatelem společnosti, by částka potřebná pro vypouštění satelitů a dalších podobných misí mohla být okamžitě snížena o 95%, pokud bude zavedena komerční výroba motorů Sabre.
Kromě toho se nové kosmické lodě postavené na leteckých proudových motorech mohou stát velmi dobrou vyhlídkou na trhu kosmické turistiky. V tomto případě by se britská firma Reaction Engines mohla stát velmi silným konkurentem společnosti Virgin Galactic, která patří Richardu Bransonovi. Nyní miliardář zve všechny, aby viděli naši planetu oknem za pouhých 121 tisíc liber (téměř 6 milionů rublů). Zástupci společnosti Reaction Engines uvádějí, že let na jejich kosmické lodi Skylon bude stát vesmírné turisty výrazně méně, zatím ale neříkají, kolik. Více podrobností o plánech britské vlády ohledně financování tohoto ambiciózního projektu bude známo, až se v Glasgowě uskuteční speciální britská vesmírná konference.
Historie vzhledu
Myšlenka navrhnout předchlazený motor přišla poprvé u Roberta Carmichaela v roce 1955. Na tuto myšlenku navázala myšlenka motoru na zkapalněný vzduch (LACE), který původně vyvinula společnost Marquardt a General Dynamics v 60. letech minulého století jako součást práce amerického letectva na projektu Aerospaceplane.
Práce na projektu nového motoru Sabre však začaly až v roce 1989 a letos vznikla společnost Reaction Engines Limited. Specialisté společnosti na projektu nadále pracovali a rozvíjeli dříve představené myšlenky. Výsledkem bylo, že vytvoření hybridního motoru Sabre trvalo výzkumnému týmu 30 lidí 22 let. Ovocem jejich úsilí byla konstrukce falešného motoru, který byl instalován na letadlo Skylon, které bylo k vidění na letecké show ve Farnborough.
Nejnovější testy prováděné společností Reaction Engines se zaměřily na technologie předchlazení vzduchu. V současné době specialisté této společnosti, kteří mají v rukou funkční technologii, vyvíjejí prototyp chladicího systému. Tento vzorek by měl být relativně lehký a měl by také vykazovat aerodynamickou stabilitu, vysokou mechanickou pevnost a odolnost vůči silným vibracím. Podle plánů společnosti měly zkoušky prototypu chladiče začít v srpnu 2012.
V listopadu 2012 dokončily reakční motory testování zařízení v rámci projektu „Technologie výměníku tepla kritická pro hybridní raketový motor poháněný vzduchem / kapalným kyslíkem“. Jednalo se o velmi důležitou fázi v procesu vytváření hybridního motoru, který všem potenciálním investorům v projektu prokázal životaschopnost prezentovaných technologií. Motor Sabre je založen na výměníku tepla, který je schopen ochladit přiváděný vzduch až na -150 ° C (-238 ° F). V procesu provozu se chlazený vzduch mísí s kapalným vodíkem a poté spalováním poskytuje potřebný tah pro atmosférický let, než přepne na kapalný kyslík z nádrží, když letí mimo zemskou atmosféru. Úspěšné testy této poměrně kritické technologie v praxi potvrdily, že výměník tepla je schopen splnit potřeby hybridního motoru k získání požadovaného množství kyslíku z atmosféry, aby fungovalo s vysokou účinností v letových podmínkách v malé výšce.
Na letecké výstavě Farnborough 2012 ocenil vývoj David Willets, britský státní tajemník pro univerzity a vědu. Ministr zejména uvedl, že tento hybridní motor může mít nejrealističtější dopad na podmínky hry, které se dnes ve vesmírném průmyslu vytvořily. Úspěšné testy systému předchlazení motoru potvrdily vysoké ocenění navrhované koncepce, kterou v roce 2010 provedla britská vesmírná agentura. Ministr rovněž poznamenal skutečnost, že pokud se jim jednoho dne podaří použít tuto technologii k organizaci vlastních komerčních letů, pak se z toho bezpochyby stane fantastická událost v rozsahu.
David Willets také poznamenal skutečnost, že je malá pravděpodobnost, že by Evropská vesmírná agentura souhlasila s financováním projektu Skylon. Z tohoto důvodu musí být Velká Británie připravena na skutečnost, že se bude muset vypořádat s konstrukcí kosmické lodi, z velké části s vlastními prostředky.
Výkon
Očekává se, že konstrukční poměr tahu a hmotnosti hybridního motoru Sabre bude více než 14 jednotek. Stojí za zmínku, že poměr tahu k hmotnosti běžných proudových motorů je do 5 jednotek a pouze 2 jednotky pro nadzvukové náporové motory. Této vysoké úrovně výkonu bylo dosaženo použitím podchlazeného vzduchu, který se stává velmi hustým a vyžaduje menší kompresi, a co je ještě důležitější, vzhledem k nízkým provozním teplotám je možné pro většinu hybridních motorů použít dostatečně lehké slitiny design.
Motor má v atmosféře vysoký specifický impuls, který dosahuje 3500 sekund. Pro srovnání, běžný raketový motor má specifický impuls, což je v nejlepším případě asi 450 sekund, a dokonce i „tepelný“jaderný raketový motor, který je považován za slibný, slibuje dosáhnout velikosti pouhých 900 sekund.
Kombinace nízké hmotnosti motoru a vysoké palivové účinnosti dává slibnému letounu Skylon schopnost dosáhnout oběžné dráhy v jednostupňovém režimu, zatímco motor funguje jako proudový motor až do rychlosti M = 5, 14 a výšky 28,5 km. Letecké a kosmické vozidlo je přitom schopno dosáhnout oběžné dráhy s velmi velkým užitečným zatížením vzhledem ke vzletové hmotnosti samotného letadla. Toho dříve nebylo možné dosáhnout žádným konvenčním letadlem.
Výhody motoru
Na rozdíl od svých tradičních raketových bratranců a podobně jako jiné typy proudových motorů může nový britský hybridní proudový motor spalovat palivo vzduchem, což snižuje požadovanou hmotnost paliva a současně zvyšuje hmotnost užitečného zatížení. Nárazový motor (náporový motor) a hypersonický náporový motor (motor scramjet) musí strávit dostatečné množství času v nižších vrstvách atmosféry, aby vyvinul rychlost dostatečnou pro vstup na oběžnou dráhu, což zase přináší do popředí problém intenzivního zahřívání motoru při hypersonických otáčkách, jakož i možné ztráty v důsledku složitosti tepelné ochrany a značné hmotnosti.
Hybridní proudový motor, jako je Sabre, přitom ve spodních vrstvách zemské atmosféry potřebuje pouze dosáhnout nízké hypersonické rychlosti (stojí za připomenutí, že hypersonické je vše po M = 5), než se přepne do uzavřeného cyklu a prudké stoupání ze zrychlení v raketovém režimu.
Na rozdíl od tradičních náporových nebo scramjetových motorů je nový motor British Sabre schopen poskytovat vysoký tah od nulové rychlosti do M = 5, 14 včetně, v celém výškovém rozsahu, s velmi dobrou účinností v celém výškovém rozsahu. Schopnost vytvářet tah i při nulových otáčkách navíc naznačuje možnost testování hybridního motoru na zemi, což výrazně snižuje náklady na vývoj.
Předpokládané charakteristiky motoru Sabre:
Tah na hladině moře - 1960 kN
Prázdný tah - 2940 kN
Poměr tahu k hmotnosti-asi 14 (v atmosféře)
Specifický impuls ve vakuu - 460 sekund.
Specifický impuls na hladině moře - 3600 sekund.
