Geçtiğimiz birkaç yıl boyunca, İngiliz Reaction Engines Limited (REL), diğer kuruluşlarla işbirliği içinde, SABER (Sinergetik Hava Solunum Roket Motoru) projesini geliştiriyor. Bu projenin amacı, atmosferik hava ve sıvı oksitleyici kullanabilen temelde yeni bir hibrit motor yaratmaktır. Bugüne kadar, proje bir miktar başarı göstermiştir.
Proje geliştirme
REL SABER motorunun konsepti, seksenlerde ortaya konan ve kısmen test edilen fikirlere dayanmaktadır. O zaman, İngiliz uzmanlar, LACE tipinde bir hibrit motorun önerildiği HOTOL uzay uçağını geliştiriyorlardı. Bu proje uygulanamadı, ancak önerileri yeni gelişmelerde kullanıldı.
SABER'in mevcut haliyle tasarımı, son on yılların başında başladı. Hibrit motorun genel görünümünü şekillendirmek ve gelişim yolunu belirlemek için bazı çalışmalar yapılmıştır. Gelecekte, REL potansiyel müşterilerin ilgisini çekmeyi ve destek almayı başardı ve bu da işi hızlandırdı.
Şimdiye kadar REL, tasarım belgelerinin çoğunu tamamladı ve ayrı motor bileşenlerini test etmeye başladı. Ürünleri test etmek için İngiltere ve ABD'deki iki şirket içi test tesisi kullanılmaktadır.
Bazı bileşenler ve kavramlar pratikte test edilmiş ve potansiyelleri kanıtlanmıştır. Yakın gelecekte, test edilen tüm bileşenler dahil olmak üzere tam teşekküllü bir hibrit motor prototipi mevcut olmalıdır. Stand koşulları altında test edilmesi 2020-21'de başlayacak. Gerçek uçaklara kurulum için uygun bir motorun ortaya çıkma zamanlaması bilinmiyor. Bu muhtemelen yirmili yılların ikinci yarısına kadar olmayacak.
Hibrit tasarım
SABER ürünü atmosferde ve ötesinde çalışmalı, gerekli itme gücünü geliştirmeli ve yüksek hızlara hızlanma sağlamalıdır. Bu tür gereksinimler, belirli özelliklere sahip özel bir tasarım ihtiyacını doğurmuştur. Turbojet, ramjet ve sıvı yakıtlı roket motorlarının karakteristik unsurlarını içerir. Farklı kombinasyonlarda kullanımları, farklı uçuş aşamaları için çeşitli çalışma modlarına sahip olmayı mümkün kılar.
SABER motoru, tek bir mahfaza içine yerleştirilmiş birkaç ana bileşen içerir. Ürünün baş kısmı, merkezi gövdeli ön hava girişinin altında verilmektedir. İkincisi, konik bir kaplama şeklinde yapılır ve sisteme hava beslemesini değiştirmek için motorun ekseni boyunca hareket ettirilebilir. Bazı modlarda hava beslemesi tamamen kapatılır.
Gelen hava için bir soğutma sistemi, girişin hemen arkasına yerleştirilmiştir. Yüksek hızlarda uçarken hava girişinin 1000 ° C veya daha yüksek bir sıcaklığa kadar ısınması gerektiği hesaplanmıştır. Sıvı helyumla doldurulmuş birkaç bin ince tüpe sahip özel bir ön soğutucu, hava sıcaklığını bir saniyenin çok kısa bir bölümünde negatif değerlere indirmelidir. Buzlanma önleyici sistem sağlanır.
Motorun orta kısmı sözde tarafından işgal edilir. çekirdek, gelen havayı yanma odasına gönderilmeden önce sıkıştırmak için tasarlanmış özel bir kompresördür. Bu açıdan SABER, geleneksel turbojet motorlarına benzer, ancak yanma odasının arkasındaki türbin ve diğer bazı unsurlardan yoksundur. Kompresör, hava soğutma sisteminden enerji alan bir türbin tarafından tahrik edilir.
SABER bileşimindeki yanma odası, sıvı yakıtlı roket motorlarının düzeneklerine benzer. Bir turbo pompanın yardımıyla, çalışma moduna bağlı olarak yakıt ve oksitleyici - gazlı hava veya sıvı oksijen sağlanması önerilmektedir. Her iki modda da sıvılaştırılmış hidrojen yakıt olarak kullanılır.
Ana yanma odasının etrafında, ramjet motoruna benzer ikinci bir oda bulunur. Belirli modlarda çalışacak ve toplam motor itişini artıracak şekilde tasarlanmıştır. Ana yanma odası gibi, yardımcı tek geçişli yanma odası da hidrojenle çalışır.
Şimdi SABER projesinin amacı, yeterince yüksek performansa ve sınırlı boyutlara sahip bir hibrit motor geliştirmek. Bitmiş ürün, seri Pratt & Whitney F135'ten daha büyük olmamalıdır - 5,6 m'den fazla ve 1,2 m'den az çapta olmamalıdır. Aynı zamanda çok yönlülük ve yüksek performans sağlanmalıdır.
Çalışma moduna bağlı olarak, böyle bir SABER seçeneği M = 25'e kadar olan hızlarda uçabilecektir. "Hava" modundaki maksimum itme, roket modunda - 500 kN'de 350 kN'ye ulaşacaktır. Ana olumlu özellik, tüm sorunları tek bir motor kullanarak çözme yeteneği olacaktır.
Operasyon modları
SABER motoru, başta uzay araçları olmak üzere çeşitli sınıflardaki araçlarda kullanılabilir. Birkaç çalışma modunun varlığı, yatay kalkış ve iniş, atmosferde uçuş ve yörüngeye giriş imkanı sağlayacaktır.
Atmosferde kalkış ve uçuş, ilk motor çalıştırma modu kullanılarak yapılmalıdır. Bu durumda, hava girişi açıktır ve "çekirdek" yanma odasına basınçlı hava sağlar. Yüksek süpersonik hızlara hızlandıktan sonra, doğrudan akışlı yanma odası açılır. Hesaplamalara göre iki devrenin kullanılması M = 5, 4'e kadar uçuş hızı sağlar.
Daha fazla hızlanma için üçüncü mod kullanılır. Üzerinde hava girişi kapatılır ve ana yanma odasına sıvı oksijen verilir. Aslında, bu konfigürasyonda SABER, geleneksel bir roket motorunun bir görünümü haline gelir. Bu mod maksimum uçuş performansı sağlar.
Uygulamalar
Şimdiye kadar, REL'in hibrit motoru yalnızca dokümantasyon ve bireysel birimler şeklinde var, ancak uygulama alanları zaten belirlendi. Bu tür enerji santralleri, havacılık ve uzay biliminin daha da geliştirilmesi bağlamında ilgi çekici olmalıdır. bu iki yönün kavşağında.
SABER veya benzeri bir ürün, çeşitli amaçlar için umut verici hipersonik atmosferik uçakların yaratılmasında faydalı olacaktır. Bu tür teknolojilerin kullanımı ile ulaşım, yolcu veya askeri uçaklar oluşturmak mümkündür.
Bir hibrit motorun tüm potansiyeli, bir havacılık uçağı ile serbest bırakılabilir. Bu durumda SABER, yatay kalkış ve inişin yanı sıra gerekli irtifalara çıkış, ardından hızlanma ve yörüngeye uçuş sağlayacaktır. Hibrit motorlara sahip bir uzay uçağı, çalışmayı kolaylaştıran önemli avantajlara sahip olmalıdır.
SABER geliştirmeleri ayrı bileşenler olarak uygulanabilir. Örneğin, REL, gelen havanın geliştirilmiş soğutma sisteminin mevcutların modernizasyonunda veya gelecek vaat eden turbojet motorlarının geliştirilmesinde kullanılabileceğine inanmaktadır. Bundan en ilginç sonuçlar, yüksek hızlı havacılık alanında elde edilebilir.
Özünde, SABER Projesi, hibrit çok modlu bir motor oluşturmak için bir dizi kilit teknoloji sunuyor. Bunların temelinde, belirtilen özelliklere sahip gerekli boyutlarda gerçek bir ürün oluşturabilirsiniz. İlk testler için orta büyüklükte, yüksek performanslı bir SABER oluşturulur. Müşterilerden ilgi varsa, belirli gereksinimleri karşılayan yeni değişiklikler görünebilir.
pratik uygulama
SABER projesi çerçevesindeki ilk çalışmalar ve testler, onuncu yüzyılın başlarında gerçekleşti ve optimal tasarım çözümlerini bulmayı amaçladı. Bugüne kadar, REL tasarımı tamamladı ve hibrit motorun ayrı bileşenlerini test etme sürecine başladı.
Birkaç hafta önce geliştirme şirketi, hava soğutma sisteminin tezgah testleri yaptığını duyurdu. Test sırasında, cihaza girişteki hava hızı M = 5'e, sıcaklık - 1000 ° C'ye ulaştı. Prototipin görevlerini başarıyla yerine getirdiği ve akış sıcaklığında keskin ve hızlı bir düşüş sağladığı bildirildi. Ancak, belirli bir numara belirtilmedi.
Diğer motor bileşenlerinde daha önce bildirilen kontroller. Tüm bu faaliyetlerin tamamlanması, REL'in tam teşekküllü bir prototip motorun montajına geçmesine izin verir. Görünüşü 2020-21'de bekleniyor. Aynı zamanda, sonuçlarına göre gerçek gelişme beklentilerini belirlemenin mümkün olacağı tezgah testleri yapılacaktır.
Reaction Engines Limited, yeni projesini çok takdir ediyor ve harika bir geleceği olduğuna inanıyor. Bu tür değerlendirmelerin ne kadar objektif olduğu ve gerçeğe uygun olup olmadığı tam olarak açık değildir. Bu tür soruların cevabı ancak birkaç yıl içinde, gerekli tüm önlemlerin alınmasından ve SABER motorlu gerçek bir uçağın yaratılmasından sonra verilebilir.
