So'nggi bir necha yil davomida Britaniyaning Reaction Engines Limited kompaniyasi (REL) boshqa tashkilotlar bilan hamkorlikda SABER (Synergetic Air Breathing Rocket Engine) loyihasini ishlab chiqmoqda. Loyihaning maqsadi - atmosfera havosidan va suyuq oksidlovchidan foydalana oladigan tubdan yangi gibrid dvigatel yaratish. Bugungi kunga kelib, loyiha biroz muvaffaqiyat qozondi.
Loyihani ishlab chiqish
REL SABER dvigatelining kontseptsiyasi saksoninchi yillarda ilgari surilgan va qisman sinovdan o'tgan g'oyalarga asoslangan. O'sha paytda ingliz mutaxassislari LACE tipidagi gibrid dvigatel taklif qilingan HOTOL kosmik samolyotini ishlab chiqardi. Bu loyihani amalga oshirish mumkin emas edi, lekin uning takliflari yangi ishlanmalarda ishlatilgan.
SABER -ning hozirgi shakli dizayni so'nggi o'n yilliklarning oxirida boshlangan. Gibrid dvigatelning umumiy ko'rinishini shakllantirish va uning rivojlanish yo'lini aniqlash uchun ba'zi tadqiqotlar o'tkazildi. Kelgusida REL potentsial xaridorlarni qiziqtira oldi va qo'llab -quvvatladi, bu ishni tezlashtirdi.
Hozircha, REL dizayn hujjatlarining asosiy qismini to'ldirdi va dvigatelning alohida komponentlarini sinovdan o'tkazishni boshladi. Mahsulotlarni sinash uchun Buyuk Britaniyada va AQShda ikkita ichki sinov qurilmasi ishlatiladi.
Ba'zi tarkibiy qismlar va tushunchalar amalda sinovdan o'tgan va o'z salohiyatini isbotlagan. Yaqin kelajakda gibrid dvigatelning to'liq prototipi, shu jumladan sinovdan o'tgan barcha komponentlar bo'lishi kerak. Stend sharoitida uni sinovdan o'tkazish 2020-21 yillarda boshlanadi. Haqiqiy samolyotlarga o'rnatiladigan dvigatelning paydo bo'lish vaqti noma'lumligicha qolmoqda. Bu, ehtimol, yigirmanchi yillarning ikkinchi yarmigacha bo'lmaydi.
Gibrid dizayn
SABER mahsuloti atmosferada va undan tashqarida ishlashi kerak, kerakli kuchlanishni rivojlantirishi va yuqori tezlikni tezlashtirishini ta'minlay oladi. Bunday talablar o'ziga xos xususiyatlarga ega bo'lgan maxsus dizaynga ehtiyoj tug'dirdi. U turbojet, ramjet va suyuq yoqilg'i raketa dvigatellariga xos bo'lgan elementlarni o'z ichiga oladi. Ularni turli kombinatsiyalarda ishlatish parvozning turli bosqichlarida bir nechta ish rejimiga ega bo'lishga imkon beradi.
SABER dvigateli bitta korpusda joylashgan bir nechta asosiy komponentlarni o'z ichiga oladi. Mahsulotning bosh qismi markaziy korpusli frontal havo qabul qilish ostida berilgan. Ikkinchisi konusning qobig'i shaklida qilingan va tizimga havo etkazib berishni o'zgartirish uchun dvigatel o'qi bo'ylab harakatlanishi mumkin. Ba'zi rejimlarda havo ta'minoti to'liq o'chiriladi.
Kiruvchi havo uchun sovutish tizimi to'g'ridan -to'g'ri qabul qilish orqasida joylashgan. Hisob -kitoblarga ko'ra, yuqori tezlikda uchayotganda, havo kirishi 1000 ° C va undan yuqori haroratgacha qizishi kerak. Suyuq geliy bilan to'ldirilgan bir necha ming ingichka naychali maxsus oldindan sovutgich havo haroratini bir soniya ichida salbiy qiymatlarga tushirishi kerak. Muzlashga qarshi tizim mavjud.
Dvigatelning markaziy qismi deb ataladigan joyni egallaydi. yadro - kiruvchi havoni yonish kamerasiga yuborilishidan oldin siqish uchun mo'ljallangan maxsus kompressor. Shu nuqtai nazardan, SABER an'anaviy turbojetli dvigatellarga o'xshaydi, lekin yonish kamerasi orqasidagi turbinasi va boshqa elementlari yo'q. Kompressor havo sovutish tizimidan energiya oladigan turbin bilan boshqariladi.
SABER tarkibidagi yonish kamerasi suyuq yonilg'i raketa dvigatellari yig'indisiga o'xshaydi. Turbo nasos yordamida ish rejimiga qarab yoqilg'i va oksidlovchi - gazli havo yoki suyuq kislorod etkazib berish taklif etiladi. Ikkala rejimda ham yoqilg'i sifatida suyultirilgan vodorod ishlatiladi.
Asosiy yonish kamerasi atrofida ramjetli dvigatelga o'xshash ikkinchi kamera joylashgan. U ma'lum rejimlarda ishlash va dvigatelning umumiy kuchini oshirish uchun mo'ljallangan. Asosiy yonish kamerasi singari, yordamchi yonish kamerasi ham vodorod bilan ishlaydi.
Endi SABER loyihasining maqsadi etarlicha yuqori ishlash va cheklangan o'lchovli gibrid dvigatelni ishlab chiqishdir. Tayyor mahsulot Pratt & Whitney F135 seriyasidan kattaroq bo'lmasligi kerak - uzunligi 5,6 m dan oshmasligi va diametri 1,2 m dan kam bo'lmasligi kerak, shu bilan birga ko'p qirrali va yuqori ko'rsatkichlar ta'minlanishi kerak.
Ish rejimiga qarab, bunday SABER opsiyasi M = 25 gacha tezlikda ucha oladi. "Havo" rejimida maksimal zarba 350 kN ga etadi, raketa rejimida - 500 kN. Asosiy ijobiy xususiyat bitta dvigatel yordamida barcha muammolarni hal qilish qobiliyati bo'ladi.
Ishlash usullari
SABER dvigateli har xil toifadagi transport vositalarida, birinchi navbatda aerokosmik transport vositalarida ishlatilishi mumkin. Bir nechta ish rejimlarining mavjudligi gorizontal uchish va qo'nish, atmosferada uchish va orbitaga chiqish imkoniyatini beradi.
Atmosferada uchish va uchish dvigatel ishining birinchi rejimi yordamida amalga oshirilishi kerak. Bunday holda, havo qabul qilish ochiq bo'ladi va "yadro" yonish kamerasiga siqilgan havo etkazib beradi. Yuqori tezlikdan yuqori tezlikdan so'ng, to'g'ridan-to'g'ri oqim yonish kamerasi yoqiladi. Hisob -kitoblarga ko'ra, ikkita sxemadan foydalanish M = 5, 4 gacha parvoz tezligini ta'minlaydi.
Keyingi tezlashtirish uchun uchinchi rejim ishlatiladi. Unda havo qabul qilish yopiladi va asosiy yonish kamerasiga suyuq kislorod etkazib beriladi. Aslida, bu konfiguratsiyada SABER an'anaviy raketa dvigatelining ko'rinishiga aylanadi. Ushbu rejim maksimal parvoz ish faoliyatini ta'minlaydi.
Ilovalar
Hozircha REL gibrid dvigateli faqat hujjatlar va alohida birliklar ko'rinishida mavjud, biroq uning qo'llanilish sohalari allaqachon aniqlangan. Bunday elektr stantsiyalari aviatsiya va kosmonavtika sohasini yanada rivojlantirish sharoitida qiziqish uyg'otishi kerak. bu ikki yo'nalishning kesishmasida.
SABER yoki shunga o'xshash mahsulot turli maqsadlar uchun istiqbolli hipersonik atmosfera samolyotlarini yaratishda foydali bo'ladi. Bunday texnologiyalar yordamida transport, yo'lovchi yoki harbiy samolyotlarni yaratish mumkin.
Gibrid dvigatelning to'liq salohiyatini aerokosmik samolyot yordamida ochish mumkin. Bunday holda, SABER gorizontal uchish va qo'nish, shuningdek, kerakli balandliklarga chiqish, so'ngra tezlashtirish va orbitaga uchishni ta'minlaydi. Gibrid dvigatelli kosmik samolyot ishlashni osonlashtiradigan muhim afzalliklarga ega bo'lishi kerak.
SABER ishlanmalari alohida komponentlar sifatida amalga oshirilishi mumkin. Masalan, REL kiruvchi havoning ishlab chiqilgan sovutish tizimidan mavjudlarini modernizatsiya qilishda yoki istiqbolli turbojet dvigatellarini ishlab chiqishda foydalanish mumkin deb hisoblaydi. Bundan eng qiziq natijalarni tezyurar aviatsiya sohasida olish mumkin.
SABER loyihasi ko'p funktsiyali gibrid dvigatelni yaratish uchun asosiy texnologiyalar to'plamini o'z ichiga oladi. Ularning asosida siz ko'rsatilgan xususiyatlarga ega bo'lgan kerakli o'lchamdagi haqiqiy mahsulotni yaratishingiz mumkin. Birinchi testlar uchun o'rta o'lchamli, yuqori mahsuldorlikdagi SABER yaratiladi. Agar xaridorlardan qiziqish bo'lsa, aniq talablarga javob beradigan yangi o'zgartirishlar paydo bo'lishi mumkin.
Amaliy amaliyot
SABER loyihasi doirasidagi dastlabki tadqiqotlar va testlar o'ninchi yillarning boshlarida bo'lib o'tdi va ular optimal dizayn echimlarini topishga mo'ljallangan edi. Bugungi kunga kelib, REL dizaynni yakunladi va gibrid dvigatelning alohida komponentlarini sinovdan o'tkazish jarayonini boshladi.
Bir necha hafta oldin, ishlab chiqarish kompaniyasi havo sovutish tizimining dastgoh sinovlarini o'tkazayotganini e'lon qildi. Sinov paytida qurilmaga kirishda havo tezligi M = 5 ga, harorat - 1000 ° S ga yetdi. Ma'lum qilinishicha, prototip o'z vazifalarini muvaffaqiyatli bajardi va oqim haroratining keskin va tez pasayishini ta'minladi. Biroq, aniq raqamlar aytilmagan.
Dvigatelning boshqa qismlarini oldindan tekshirish haqida xabar berilgan. Bularning barchasining bajarilishi RELga to'liq prototipli dvigatelni yig'ishga o'tishga imkon beradi. Uning paydo bo'lishi 2020-21 yillarda kutilmoqda. Shu bilan birga, dastgoh sinovlari o'tkaziladi, uning natijalariga ko'ra rivojlanishning haqiqiy istiqbollarini aniqlash mumkin bo'ladi.
Reaction Engines Limited o'zining yangi loyihasini yuqori baholaydi va uning kelajagi buyuk ekaniga ishonadi. Bunday baholar qanchalik ob'ektiv va ular haqiqatga mos keladimi, aniq emas. Bu kabi savollarga javobni faqat bir necha yil ichida, barcha zarur chora -tadbirlar bajarilgandan va SABER dvigatelli haqiqiy samolyot yaratilgandan keyin berish mumkin.
