Владимир Денисов — советский ученый и изобретатель научит Россиян спастись от глобальной катастрофы и стать вечной космической цивилизацией, если русский мир захочет. Регистрируйтесь, и проголосуйте за меня хоть копейкой, хоть лайком, пригласите преподавать в технических ВУЗах и Университетах или поработать в Государственной Думе, пока я еще на Земле!
Skylon вместо Шаттла: будущее становится настоящим
24 июля925 прочитали
Миссия Skylon в действии
Идея создания многоразового космолета не нова, но пока все полеты в космос осуществляются с помощью многоступенчатых аппаратов, которые для уменьшения массы сбрасывают части ракеты-носителя. 2020-е годы ознаменовались созданием принципиально нового космолета многоразового использования. Для его вывода в космос не требуются такие внешние компоненты, как разгонные ступени, внешние ускорители или сбрасываемые топливные баки, а используется единственный гибридный ракетный двигатель.
Проект Skylon — детище Reaction Engines Limited, британского аэрокосмического производителя, который находится на финансировании правительства Великобритании, ЕКА и BAE System. Программа оценивается в рекордные 10,1 млрд. долл США, а удельная стоимость космолета составляет примерно 270 млн долл.
Взлет Skylon с Земли
Подъем в воздух Skylon выполняет как обычный самолет, но для этого требуется специальная полоса, способная выдерживать большую массу. После достижения гиперзвуковой скорости 5,5 Маха и высоты 26 000 м космолет переходит на питание кислородом, находящегося в собственных баках. Затем воздуховод закрывается и Skylon летит как ракета весь оставшийся путь до достижения орбиты 300 км над поверхностью Земли.
Скайлон уступает Шаттлу по грузоподъемности примерно на треть и может нести порядка 15 т, но по стоимости космолет дешевле и экономичнее за счет небольшой массе двигателей SABRE.
Многоразовый корабль имеет прочную керамическую обшивку, что позволяет ему по окончании миссии возвращаться на Землю. Космолет приземляется на взлетно-посадочную полосу как обычный самолет, а через два дня, пройдя техническое обслуживание, снова готов к полету. Напомню, что регламентные работы для Шаттлов требовали два месяца.
Скайлон на взлетной полосе
К наземным испытаниям Скайлона приступили в 2019 году, а первый тестовый беспилотный полет был назначен на 2020 год. Однако проблемы с финансированием внесли коррективы, поэтому дата старта перенесена на 2025 год.
Схема космолета Скайлон
Первоначально Skylon не был предназначен для экипажа, но в перспективе космолет будет использоваться для доставки космонавтов на космическую станцию и возвращения их на Землю. Разработчики не исключают, что корабль отлично подходит для космического туризма. Для этого будет создан специальный модуль, рассчитанный на 30 пассажиров. Ориентировочная цена билета до 500 000 долл США. Первый коммерческий полет Скайлон совершит в 2030 году.
Проект Skylon считается прорывом с момента создания реактивного двигателя, так как делает космос более доступным. Возможно, в ближайшем будущем появятся коммерческие авиалайнеры, для преодоления расстояния между континентами потребуется не более четырех часов.
Ракетный двигатель Скайлона
Реализовать проект было бы невозможно без уникальной силовой установки SABRE, которая представляет собой турбореактивные двигатели, с дополнительными прямоточными контурами. Обзор двигателя Skylon доступен здесь.
Проект Skylon: гибридный воздушный ракетный двигатель SABRE
3 дня назад
Современные атмосферные и прямоточные ракетные двигатели достигли своего предела в развитии и не соответствуют запросам времени. Это заставляет ученых искать принципиально новые решения, некоторые из которых находятся на грани фантастики, например, квантовые и детонационные двигатели.
Проект SABRE (Synergetic Air Breathing Rocket Engine) британской фирмы Reactions Engines Ltd, которая практически принадлежит оборонной BAE Systems, стоит как бы в стороне от других перспективных разработок. Его создатели решили дать собственный ответ вызовам времени, и предлагают оригинальную силовую установку для одноступенчатого многоразового воздушно-космического аппарата Skylon.
Скайлон пристыкован к орбитальной станции
Skylon нельзя назвать новым поколением неудачного проекта LACE(Liquid Air Cycle Engine), в котором использовался принцип получения чистого кислорода сепарацией его от азота. Громоздкий и неэффективный агрегат не оправдал надежд, но подарил Скайлону идею криогенного теплообменника.
Британский проект SABRE © reactionengines.co.uk
Проект Skylon имеет весьма своеобразную концепцию — в нем используются три газа: кислород, гелий и водород. До перехода в гиперзвук (до 5 Махов) двигатель работает, как обычный атмосферный.
На этапе разгона кислород поступает от набегающего воздушного потока и нагнетается в камеру сгорания с помощью компрессора. Перед этим газ практически мгновенно охлаждается до температуры -150℃. Следует отметить, что при входе в осесимметричный воздухозаборник он тормозится двухскачковой системой и при этом имеет довольно высокую температуру.
Опытный образец системы охлаждения воздуха
Охлаждение воздуха за нанодоли секунды становится возможным за счет многокилометровых трубок с водородом, который по ним циркулирует. Примечательно, что для создания компактной конструкции по размером сопоставимой с двухступенчатым двигателем F135 с форсажной камерой потребовалось 15 лет.
SABRE. Внешние агрегаты основной камеры сгорания
Skylon — максимально компактный двигатель (по сравнению с ракетами), который позволяет повысить тяговооруженность до 14 единиц (у Су-57 она — 1,38, у Dassault Rafale — 1,02). Такие показатели обусловлены тем, что нет необходимости нести тяжелые топливные баки — космолет разгоняется за счет атмосферного воздуха. К слову, охлаждение лопаток компрессора осуществляется водородом, а турбину вращает гелий.
«Ядро» двигателя. Видна крыльчатка компрессора
Такое решение обеспечивает высокий удельный импульс, сравнимый с атмосферными аналогами, и значительно превосходящий возможности ракетных собратьев. Однако при сравнении с российскими и европейскими водородными двигателями показатели Skylon не самые лучшие, а взрывоопасность находится на недопустимом для военного проекта уровне. Более того, для работы водородного двигателя требуется только водород, а Скайлону необходимы три разных газа. Как известно, с усложнением конструкции она становится более уязвимой.
Внутренние агрегаты без корпуса и обтекателя. Слева направо: основная камера сгорания, компрессор и предохладитель
Несмотря на очевидные минусы проекта Skylon, британцы все-таки отдали предпочтение именно ему. Почему? Если вспомнить историю, то выясняется, что проект основан на программе американцев, Х-20, над которой велись работы в конце 1960-х годов. В то же время советские ученые работали над проектом “Спираль”, но отдали предпочтение “водородному” направлению. У американцев и европейцев попросту не хватило знаний не только в области двигателестроения, но и в материаловедении.
Неудавшийся американский проект Х-20
Далее развернулась шпионская история достойная секретного агента Джеймса Бонда, в которой принимал участие реальный инженер Алан Бонд, но о ней вы узнаете из других публикаций.