Sa nakaraang ilang taon, ang kumpanya ng British na Reaction Engines Limited (REL), sa pakikipagtulungan sa iba pang mga samahan, ay nagkakaroon ng proyekto ng SABER (Synergetic Air Breathing Rocket Engine). Ang layunin ng proyektong ito ay upang lumikha ng isang panimulang bagong hybrid engine na may kakayahang gumamit ng atmospheric air at isang likidong oxidizer. Sa ngayon, ang proyekto ay nagpakita ng ilang tagumpay.
Pag-unlad ng proyekto
Ang konsepto ng makina ng REL SABER ay batay sa mga ideyang inilatag at bahagyang nasubukan noong dekada otsenta. Sa oras na iyon, ang mga dalubhasa sa Britain ay bumubuo ng HOTOL spaceplane, kung saan iminungkahi ang isang hybrid engine na uri ng LACE. Ang proyekto na iyon ay hindi maipatupad, ngunit ang kanyang mga panukala ay ginamit sa mga bagong pagpapaunlad.
Ang disenyo ng SABER sa kasalukuyang anyo ay nagsimula sa pagsisimula ng huling mga dekada. Ang ilang mga pag-aaral ay natupad upang mahubog ang pangkalahatang hitsura ng hybrid engine at matukoy ang landas ng pag-unlad nito. Sa hinaharap, nagawang mag-interes ng REL ang mga potensyal na customer at makakuha ng suporta, na nagpapabilis sa trabaho.
Sa ngayon, nakumpleto na ng REL ang karamihan ng dokumentasyon ng disenyo at sinimulan ang pagsubok sa mga indibidwal na bahagi ng engine. Dalawang pasilidad sa pagsubok sa loob ng bahay sa UK at USA ang ginagamit upang subukan ang mga produkto.
Ang ilan sa mga bahagi at konsepto ay nasubukan sa pagsasanay at napatunayan ang kanilang potensyal. Sa malapit na hinaharap, ang isang ganap na prototype ng isang hybrid engine ay dapat na magagamit, kabilang ang lahat ng nasubok na mga bahagi. Ang pagsubok nito sa ilalim ng mga kundisyon ng paninindigan ay magsisimula sa 2020-21. Ang oras ng paglitaw ng isang engine na angkop para sa pag-install sa totoong sasakyang panghimpapawid ay mananatiling hindi alam. Marahil ay hindi ito mangyayari hanggang sa pangalawang kalahati ng twenties.
Disenyo ng hybrid
Ang produktong SABER ay dapat na gumana sa himpapawid at higit pa, pagbuo ng kinakailangang tulak at pagbibigay ng pagpabilis sa mataas na bilis. Ang ganitong mga kinakailangan ay humantong sa pangangailangan para sa isang espesyal na disenyo na may mga tukoy na tampok. Naglalaman ito ng mga elemento ng katangian ng turbojet, ramjet at mga liquid-propellant rocket engine. Ang kanilang paggamit sa iba't ibang mga kumbinasyon ay ginagawang posible na magkaroon ng maraming mga mode ng pagpapatakbo para sa iba't ibang mga yugto ng paglipad.
Naglalaman ang engine ng SABER ng maraming pangunahing sangkap na nakalagay sa isang solong pabahay. Ang punong bahagi ng produkto ay ibinibigay sa ilalim ng pangharap na paggamit ng hangin na may gitnang katawan. Ang huli ay ginawa sa anyo ng isang conical fairing at maaaring ilipat kasama ng axis ng engine upang baguhin ang supply ng hangin sa system. Sa ilang mga mode, ang supply ng hangin ay ganap na nakasara.
Ang isang sistema ng paglamig para sa papasok na hangin ay inilalagay nang direkta sa likod ng paggamit. Kinakalkula na kapag lumilipad sa mataas na bilis, ang pagpasok ng hangin ay dapat magpainit sa isang temperatura na 1000 ° C o mas mataas. Ang isang espesyal na pre-cooler na may libu-libong mga manipis na tubo na puno ng likidong helium ay dapat mabawasan ang temperatura ng hangin sa mga negatibong halaga sa isang maliit na segundo. Isang anti-icing system ang ibinigay.
Ang gitnang bahagi ng makina ay sinasakop ng tinatawag na. ang core ay isang espesyal na tagapiga na idinisenyo upang i-compress ang papasok na hangin bago ito maipadala sa silid ng pagkasunog. Sa paggalang na ito, ang SABER ay katulad ng tradisyonal na mga turbojet engine, ngunit wala itong turbine sa likod ng silid ng pagkasunog at ilang iba pang mga elemento. Ang tagapiga ay hinihimok ng isang turbine na kumukuha ng enerhiya mula sa sistema ng paglamig ng hangin.
Ang silid ng pagkasunog mula sa komposisyon ng SABER ay katulad ng mga pagpupulong ng mga likidong propellant rocket engine. Sa tulong ng isang turbo pump, iminungkahi na mag-supply ng fuel at isang oxidizer - mala-gas na hangin o likidong oxygen, depende sa operating mode. Sa parehong mga mode, ang liquefied hydrogen ay ginagamit bilang fuel.
Sa paligid ng pangunahing silid ng pagkasunog ay isang pangalawang silid na katulad ng isang ramjet engine. Ito ay dinisenyo upang gumana sa ilang mga mode at dagdagan ang kabuuang itulak ng engine. Tulad ng pangunahing silid ng pagkasunog, ang auxiliary minsan-sa pamamagitan ng silid ng pagkasunog ay tumatakbo sa hydrogen.
Ngayon ang layunin ng proyekto ng SABER ay upang makabuo ng isang hybrid engine na may sapat na mataas na pagganap at limitadong sukat. Ang natapos na produkto ay hindi dapat mas malaki kaysa sa serial Pratt & Whitney F135 - hindi hihigit sa 5.6 m ang haba at mas mababa sa 1.2 m ang diameter. Sa parehong oras, ang kagalingan sa maraming kaalaman at mataas na pagganap ay dapat na matiyak.
Nakasalalay sa operating mode, tulad ng isang pagpipilian ng SABER ay maaaring lumipad sa bilis hanggang sa M = 25. Ang maximum na itulak sa mode na "air" ay aabot sa 350 kN, sa rocket mode - 500 kN. Ang pangunahing positibong tampok ay ang kakayahang malutas ang lahat ng mga problema gamit ang isang solong engine.
Mga paraan ng pagpapatakbo
Ang SABER engine ay maaaring magamit sa mga sasakyan ng iba't ibang klase, pangunahin sa mga sasakyang panghimpapawid. Ang pagkakaroon ng maraming mga mode ng operasyon ay magbibigay ng posibilidad ng pahalang na take-off at landing, paglipad sa himpapawid at pagpasok sa orbit.
Ang pag-takeoff at paglipad sa himpapawid ay dapat gumanap gamit ang unang mode ng pagpapatakbo ng engine. Sa kasong ito, ang paggamit ng hangin ay bukas, at ang "core" ay nagbibigay ng naka-compress na hangin sa silid ng pagkasunog. Pagkatapos ng pagpabilis sa mataas na bilis ng supersonic, ang silid ng pagkasunog na direktang daloy ay nakabukas. Ang paggamit ng dalawang mga circuit, ayon sa mga kalkulasyon, ay nagbibigay ng isang bilis ng paglipad hanggang sa M = 5, 4.
Para sa karagdagang pagpapabilis, ginamit ang pangatlong mode. Dito, ang paggamit ng hangin ay sarado, at ang likidong oxygen ay ibinibigay sa pangunahing silid ng pagkasunog. Sa katunayan, sa pagsasaayos na ito, ang SABER ay nagiging isang pagkakahawig ng isang tradisyonal na rocket engine. Nagbibigay ang mode na ito ng maximum na pagganap ng flight.
Mga Aplikasyon
Sa ngayon, ang hybrid engine mula sa REL ay umiiral lamang sa anyo ng dokumentasyon at mga indibidwal na yunit, ngunit ang mga lugar ng aplikasyon nito ay natutukoy na. Ang nasabing mga halaman ng kuryente ay dapat na interesado sa konteksto ng karagdagang pag-unlad ng aviation at astronautics, kasama na. sa kantong ng dalawang direksyon na ito.
Ang SABER o isang katulad na produkto ay magiging kapaki-pakinabang sa paglikha ng promising hypersonic atmospheric sasakyang panghimpapawid para sa iba't ibang mga layunin. Sa paggamit ng mga nasabing teknolohiya, posible na lumikha ng sasakyang panghimpapawid, pampasahero o militar.
Ang buong potensyal ng isang hybrid engine ay maaaring maipalabas sa isang eroplano ng aerospace. Sa kasong ito, magbibigay ang SABER ng pahalang na pag-take-off at landing, pati na rin ang isang exit sa kinakailangang mga altitude, na sinusundan ng pagbilis at paglipad sa orbit. Ang isang spaceplane na may mga hybrid engine ay dapat magkaroon ng mahahalagang kalamangan na ginagawang mas madali ang pagpapatakbo.
Ang mga pagpapaunlad ng SABER ay maaaring ipatupad bilang magkakahiwalay na mga sangkap. Halimbawa, naniniwala ang REL na ang nabuong sistema ng paglamig ng papasok na hangin ay maaaring gamitin sa paggawa ng makabago ng mayroon o sa pagbuo ng mga nangangako na mga turbojet engine. Ang pinaka-kagiliw-giliw na mga resulta mula dito ay maaaring makuha sa larangan ng mataas na bilis ng paglipad.
Sa core nito, nag-aalok ang SABER Project ng isang hanay ng mga pangunahing teknolohiya para sa pagbuo ng isang hybrid multi-mode engine. Sa kanilang batayan, maaari kang lumikha ng isang tunay na produkto ng mga kinakailangang sukat na may tinukoy na mga katangian. Para sa mga unang pagsubok, nilikha ang isang katamtamang sukat, mataas na pagganap na SABER. Kung mayroong interes mula sa mga customer, maaaring lumitaw ang mga bagong pagbabago na nakakatugon sa mga tukoy na kinakailangan.
Praktikal na kasanayan
Ang mga unang pag-aaral at pagsubok sa loob ng balangkas ng proyekto ng SABER ay naganap noong unang bahagi ng ikasampu at inilaan upang makahanap ng pinakamainam na mga solusyon sa disenyo. Sa ngayon, nakumpleto ng REL ang disenyo at sinimulan ang proseso ng pagsubok sa mga indibidwal na bahagi ng hybrid engine.
Ilang linggo na ang nakalilipas, inihayag ng kumpanya ng kaunlaran na nagsasagawa ito ng mga pagsubok sa bench ng sistema ng paglamig ng hangin. Sa panahon ng pagsubok, ang bilis ng hangin sa papasok ng aparato ay umabot sa M = 5, ang temperatura - 1000 ° C. Naiulat na ang prototype ay matagumpay na nakaya ang mga gawain nito at nagbigay ng matalim at mabilis na pagbaba ng temperatura ng daloy. Gayunpaman, walang tiyak na mga numero ang pinangalanan.
Naunang naiulat na mga tseke sa iba pang mga bahagi ng engine. Ang pagkumpleto ng lahat ng mga aktibidad na ito ay nagbibigay-daan sa REL na magpatuloy sa pagpupulong ng isang ganap na prototype engine. Ang hitsura nito ay inaasahan sa 2020-21. Sa parehong oras, ang mga pagsubok sa bench ay gaganapin, ayon sa mga resulta kung saan posible na matukoy ang totoong mga prospect ng pag-unlad.
Ang Reaction Engines Limited ay lubos na pinahahalagahan ang bagong proyekto at naniniwala na mayroon itong magandang hinaharap. Kung gaano ang layunin ng naturang mga pagtatasa at kung tumutugma sila sa katotohanan ay hindi ganap na malinaw. Ang sagot sa mga naturang katanungan ay maaari lamang ibigay sa loob ng ilang taon, matapos ang pagkumpleto ng lahat ng kinakailangang mga hakbang at ang paglikha ng isang tunay na sasakyang panghimpapawid na may mga makina ng SABER.
