Инженеры компании Reaction Engines создали и протестировали «предохладитель», работающий на моделируемой скорости 3,3 мАч или 4 023 км/ч — это означает, что крупногабаритные гиперзвуковые двигатели когда-нибудь смогут быть установлены на пассажирских самолетах.
Их экспериментальный ракетный двигатель Synergetic Air Breathing Rocket (Sabre) предназначен для установки на больших самолетах, чтобы перевозить пассажиров по всему миру за считанные часы и доставлять товары на орбиту за меньшие деньги.
Испытательная установка была построена в Колорадо и использовала турбореактивный двигатель General Electric J79 для воспроизведения условий, которые транспортное средство будет испытывать на гиперзвуковых скоростях.
«Предварительный охладитель», который позволяет самолету лететь на высокой скорости, избегая расплавления двигателя, был испытан на моделируемых скоростях, в три раза превышающих скорость звука.
На таких скоростях поток воздуха врывается в двигатель с силой, в 25 раз превышающей силу потока воздуха при урагане 5 категории.
Это приводит к нагреву элементов двигателя до температур, способных расплавить любой материал.
Технология предварительного охлаждения предназначена для снижения температуры воздуха, поступающего в двигатель, с более чем 1000 ° C до комнатной температуры за одну двадцатую секунды.
Для этого команда разработала теплообменник для управления воздушными потоками с очень высокой температурой.
Цель состоит в том, чтобы внедрить эту технологию в свой двигатель Sabre, который будет работать как «воздушно-реактивный ракетный двигатель». Он будет нести значительно меньше топлива, чем обычная ракета, что делает его намного легче.
Традиционные двигатели, которые сегодня применяются в авиации, требуют оснащения спецрезервуарами, наполненных жидким кислородом, если самолет развивает в полете скорость более 3000 км/ч.
Такие самолеты не могут «дышать» обыкновенным воздухом, так как он нагревается до очень высоких температур.
В то же время двигатель Sabre позволяет применять воздух вместо жидкого кислорода: он оснащен целой системой трубок, которые наполняются гелием.
Когда воздух проходит сквозь эти трубки, гелий охлаждает его, и кислород необходимой температуры (-150 градусов по Цельсию вместо изначальных 1000 градусов) доставляется прямиком в двигатель.
Двигатель Sabre сможет работать в 2-х режимах: как реактивный двигатель и как ракетный двигатель. По словам представителей компании, использование данного двигателя на самолете Skylon позволит ему в 5 раз превысить скорость звука в атмосфере Земли и в 25 раз в открытом космическом пространстве.
Ключевым элементом данного двигателя, который позволит ему эффективно работать в пределах атмосферы, является предварительный охладитель, в котором поступающий забортный воздух с температурой порядка 1000 градусов охлаждается до температуры -150 градусов всего за одну сотую секунды.
Как только Skylon попадает в космос, его можно будет перевести в так называемый «космический режим». В таком случае самолет сможет находиться на низкой околоземной орбите в течение 36 часов. Этого времени более чем достаточного для запуска спутника.
При этом это будет очень выгодная технология. По словам Алана Бонда — основателя компании, суммы, которые требуются для запуска спутников и других похожих миссий, могут уменьшиться на 95%.
Технология теплообменников имеет широкий спектр потенциальных коммерческих применений и возможность революционизировать подход к управлению температурой в различных отраслях промышленности; от авиакосмической промышленности до автоспорта, промышленных процессов и нефтегазовой промышленности.
Возможно, вскоре полеты на орбиту станут таким же обычным делом, как межконтинентальные полеты? Как думаете, когда?