Inżynierowie Reaction Engines stworzyli i przetestowali „chłodnicę wstępną” działającą z symulowaną prędkością 3,3 mAh lub 4023 km/h - co oznacza, że kiedyś w samolotach pasażerskich zostaną zamontowane duże silniki hipersoniczne.
Ich eksperymentalna rakieta Synergetic Air Breathing Rocket (Sabre) została zaprojektowana do zainstalowania na dużych samolotach, aby w ciągu kilku godzin przewozić pasażerów na całym świecie i dostarczać towary na orbitę za mniejsze pieniądze.
Obiekt badawczy został zbudowany w Kolorado i wykorzystywał silnik turboodrzutowy General Electric J79 do symulacji warunków, w jakich pojazd będzie się poruszał przy prędkościach naddźwiękowych. „Chłodnica wstępna”, która pozwala samolotowi latać z dużą prędkością bez topienia silnika, została przetestowana przy symulowanych prędkościach trzykrotnie przekraczających prędkość dźwięku.
Przy tych prędkościach powietrze wpływa do silnika z siłą 25 razy większą niż w przypadku huraganu kategorii 5. Prowadzi to do nagrzania elementów silnika do temperatur, które mogą stopić dowolny materiał.
Technologia chłodzenia wstępnego ma na celu obniżenie temperatury powietrza wpływającego do silnika z ponad 1000 stopni do temperatury pokojowej w ciągu jednej dwudziestej sekundy. W tym celu zespół opracował wymiennik ciepła do sterowania przepływami powietrza o bardzo wysokiej temperaturze.
Celem jest włączenie tej technologii do silnika Sabre, który będzie działał jak „silnik rakietowy odrzutowy”. Będzie przenosił znacznie mniej paliwa niż konwencjonalna rakieta, dzięki czemu jest znacznie lżejszy.
Tradycyjne silniki, które są obecnie używane w lotnictwie, wymagają specjalnych zbiorników wypełnionych ciekłym tlenem, jeśli samolot osiągnie w locie prędkość ponad 3000 km/h. Takie samoloty nie mogą „oddychać” zwykłym powietrzem, gdyż nagrzewa się ono do bardzo wysokich temperatur.
Jednocześnie silnik Sabre pozwala na użycie powietrza zamiast ciekłego tlenu: jest wyposażony w cały system rurek wypełnionych helem. Gdy powietrze przechodzi przez te rury, hel schładza je, a tlen o wymaganej temperaturze (-150 stopni Celsjusza zamiast pierwotnych 1000 stopni) jest dostarczany bezpośrednio do silnika.
Silnik Sabre będzie mógł pracować w 2 trybach: jako silnik odrzutowy i jako silnik rakietowy. Według przedstawicieli firmy, zastosowanie tego silnika w samolocie Skylon pozwoli na osiągnięcie 5-krotnej prędkości dźwięku w atmosferze ziemskiej i 25-krotnie w otwartej przestrzeni.
Kluczowym elementem tego silnika, który pozwoli mu efektywnie pracować w atmosferze, jest chłodnica wstępna, w której napływające powietrze zewnętrzne o temperaturze około 1000 stopni schładza się do temperatury -150 stopni w zaledwie jedną setną sekundy.
Gdy Skylon wejdzie w kosmos, może zostać umieszczony w tak zwanym „trybie kosmicznym”. W takim przypadku samolot będzie mógł pozostawać na niskiej orbicie przez 36 godzin. Ten czas jest więcej niż wystarczający, aby uruchomić satelitę.
Ponadto będzie to bardzo opłacalna technologia. Według Alana Bonda, założyciela firmy, kwoty potrzebne do uruchomienia satelitów i innych podobnych misji mogą zostać zmniejszone o 95%.
Technologia wymienników ciepła ma szeroki zakres potencjalnych zastosowań komercyjnych i może zrewolucjonizować podejście do zarządzania temperaturą w różnych gałęziach przemysłu; od lotnictwa po sporty motorowe, procesy przemysłowe oraz przemysł naftowy i gazowy.
Source: youtube.com
Być może latanie na orbitę wkrótce stanie się tak powszechne jak loty międzykontynentalne? Jak myślisz kiedy to będzie?
