1

Тема: Многоразовый космоплан Skylon получил лестную оценку экспертов

http://www.membrana.ru/particle/16175

На орбиту напрямую с аэродрома, одной ступенью, с минимальными затратами — таковы цели проекта, созревающего в Великобритании. Для его реализации потребуется сделать много шагов, но на днях Европейское космическое агентство (ESA) подтвердило — технических ошибок и конструктивных препятствий тут нет.
В продолжение своей поддержки проекта компании Reaction Engines и по просьбе космического агентства Великобритании ESA провело экспертную оценку документации по многоразовому космоплану Skylon.

http://www.membrana.ru/storage/img/s/s2d.jpg
Грузоподъёмность челнока Skylon при выводе спутников на низкую орбиту должна составить 12-15 тонн. В дальнейшем, мечтают авторы проекта, этот аппарат сможет участвовать в доставке грузов на орбитальные базы. А последние, мол, послужат платформами для сборки крупных межпланетных кораблей, к примеру, для марсианской миссии (иллюстрации Reaction Engines).

По информации BBC, специалисты не обнаружили никаких конструктивных и теоретических накладок, которые могли бы погубить замысел. Следующий этап работ — наземные испытания отдельных элементов, а затем и полнофункциональных прототипов многорежимных двигателей Sabre для «Скайлона».
Эти инновационные агрегаты — ключ к проекту, который замахнулся на нечто грандиозное. Skylon должен взлетать с обычной аэродромной полосы, как самолёт, и на начальном этапе разгоняться, используя кислород из атмосферы (топливом послужит водород). Лишь по достижении скорости в 5,5 М и высоты в 26 километров аппарат перейдёт на питание кислородом из собственных баков, чтобы выйти на орбиту.
Садиться «Скайлон» тоже будет по-самолётному. Таким образом, британский космоплан не только должен выходить в космос без применения разгонных ступеней, внешних ускорителей или сбрасываемых топливных баков, но и осуществлять весь этот полёт, используя один и тот же двигатель (в количестве двух штук) на всех этапах, начиная с рулёжки по аэродрому и заканчивая орбитальным участком.
(Технические детали проекта, разрабатываемого много лет, а также его историю, можно найти в нашем большом материале.)

http://www.membrana.ru/storage/img/s/s2e.jpg
Основные элементы гибридного многорежимного аэрокосмического двигателя Sabre (иллюстрация Reaction Engines).

Критическим элементом самого универсального двигателя служит теплообменник, который за сотую долю секунды охлаждает поступающий на гиперзвуке забортный воздух с 1000 градусов Цельсия до минус 130 градусов.
У Reaction Engines имеется некая «секретная технология», позволяющая при таком скоростном охлаждении воздуха избежать появления кристалликов льда, способных вывести теплообменник из строя. Сотрудники ESA пронаблюдали за работой прототипа такой системы в лаборатории компании и могут подтвердить — она работает.

http://www.membrana.ru/storage/img/s/s2f.jpg
Прототипы теплообменников и небольшая криогенная аэродинамическая труба, в которой британцы тестируют крошечный фрагмент такого устройства. Полноразмерный теплообменник будет весить больше тонны и сможет отбирать у проходящего воздуха 400 мегаватт тепла при движении потока с 5 скоростями звука и более (фотографии Reaction Engines).

Нынешним летом британцы намерены испытать на стенде увеличенный вариант теплообменника в комбинации с обычным реактивным двигателем. В дальнейшем Reaction Engines планирует построить полный вариант Sabre и протестировать его на земле, с демонстрацией перехода между воздушно-реактивным и чисто ракетным режимом.

http://www.membrana.ru/storage/img/s/s2g.jpg
Испытательная база Reaction Engines содержит реактивные двигатели и криогенное оборудование, необходимое для тестирования различных аспектов работы будущего многорежимного мотора (фотографии Reaction Engines).

Такое уникальное умение поможет «Скайлону» доставлять грузы в космос с минимальными затратами. Но ещё больший интерес вызывает другая, гипотетическая пока версия космоплана. Если раньше британцы всё больше рассуждали о его чисто грузовой ипостаси, то теперь специалисты компании-разработчика изучают возможность конверсии машины под пилотируемые полёты.
Фактически аппарат Skylon останется прежним, просто в его грузовой отсек предлагается вставлять обитаемый модуль — SPLM (Skylon Payload & Logistics Module). Он будет оснащён стыковочным узлом, совместимым с таковыми на МКС. В различных исполнениях модуль этот может вмещать от пяти до сорока человек, а также до трёх тонн груза. Это будет или багаж пассажиров, совершающих космические трансконтинентальные перелёты, или припасы для Международной
космической станции.

    http://www.membrana.ru/storage/img/s/s2h.jpg
    В различных вариантах обитаемый отсек может содержать разные компоненты для размещения грузов и пассажиров в той или иной пропорции. При необходимости аппарат сможет оставаться на орбите пару недель и работать в качестве туристического лайнера (иллюстрации
Reaction Engines).

По заключению ESA, аппарат вполне может быть построен с применением современных технологий. Правда, для создания настоящего космоплана
британцам ещё нужно будет найти инвестиции в районе $9-12 миллиардов. Но и цель заманчива — в теории космоплан Skylon должен снизить стоимость вывода грузов на орбиту примерно в 15-50 раз.

    http://www.membrana.ru/storage/img/s/s2i.jpg
    В верхней части SPLM конструкторы предлагают сделать иллюминаторы. Хотя при взлёте и посадке створки грузового отсека
«Скайлона», в котором окажется пассажирский модуль, будут закрыты, во время полёта по орбите их можно будет открыть, а сам космический челнок повернуть «на спину», чтобы пассажиры могли полюбоваться Землёй (иллюстрации Reaction Engines).

Директор Reaction Engines и главный автор технологии двигателей Sabre, инженер Алан Бонд (Alan Bond), и не рассчитывает, что необходимые
средства найдутся у государства. Он надеется на частные вложения.
Но зато правительство, по словам Бонда, уже высказало готовность помочь компании в другом — утрясти вопросы сертификации аппарата, подтверждения его соответствия разным аспектам международного космического права, в общем — посодействовать введению необычной системы в эксплуатацию.

Отредактировано BSV (29.11.2012 14:08:36)

Если бы вы смогли надрать задницу человеку, виновному в большинстве ваших бед,
вы бы как минимум неделю не смогли бы на ней сидеть.

Поделиться

2

Re: Многоразовый космоплан Skylon получил лестную оценку экспертов

Критическим элементом самого универсального двигателя служит теплообменник, который за сотую долю секунды охлаждает поступающий на гиперзвуке забортный воздух с 1000 градусов Цельсия до минус 130 градусов.

хммм, и где ж такие температуры нашлись??? :rolleyes:

Собака лает - караван идет (старая восточная мудрость ad )

Поделиться

3

Re: Многоразовый космоплан Skylon получил лестную оценку экспертов

Мне очень интересно как это они с помощью турбореактивного двигателя до 5,5 М разгонятся. Особенно учитывая размеры  ЛА. Пока США испытывают свои cramjetы англичане оказывается уже до 5,5 М на турбинах летают. Самым главным в всей этой программе является то что нету ни одного демонстратора технологий. Уж маленький двигатель уже могли бы и собрать, ведь как я понимаю все их идеи существуют лишь на бумаге и ни разу не были воплощены.

Поделиться

4

Re: Многоразовый космоплан Skylon получил лестную оценку экспертов

А мне вот например интересно - как этот пепелац в атмосферу заходить будет ?

Поделиться

5

Re: Многоразовый космоплан Skylon получил лестную оценку экспертов

Ну двигатель там гибрид и наверно на скорости свыше 2 М работает ЖРД с запиткой окислителем из атмосферы, пока она еще присутствует.

Если бы вы смогли надрать задницу человеку, виновному в большинстве ваших бед,
вы бы как минимум неделю не смогли бы на ней сидеть.

Поделиться

6

Re: Многоразовый космоплан Skylon получил лестную оценку экспертов

strelok пишет:

Критическим элементом самого универсального двигателя служит теплообменник, который за сотую долю секунды охлаждает поступающий на гиперзвуке забортный воздух с 1000 градусов Цельсия до минус 130 градусов.

хммм, и где ж такие температуры нашлись??? :rolleyes:

Ну 1000 градусов на входе при гиперзвуковом полете - самособой получается, и с этим бороться надо.

А вот как до -130 охладить за доли секунды? В голову приходят предварительная ионизация + МГД-генератор, но какой у него КПД - ну пусть половину температуры снимет.
Второй вариант - что-то типа турбодетандера - но тогда давление снова будет никакое...

Как еще можно?

Оснащение дурдомов компьютерной техникой идет семимильными шагами.
Это отлично видно по комментариям... (с)

Поделиться

7

Re: Многоразовый космоплан Skylon получил лестную оценку экспертов

Hermes пишет:

Мне очень интересно как это они с помощью турбореактивного двигателя до 5,5 М разгонятся. Особенно учитывая размеры  ЛА. Пока США испытывают свои cramjetы англичане оказывается уже до 5,5 М на турбинах летают. Самым главным в всей этой программе является то что нету ни одного демонстратора технологий. Уж маленький двигатель уже могли бы и собрать, ведь как я понимаю все их идеи существуют лишь на бумаге и ни разу не были воплощены.

Так ведь охлаждают воздух до -130 на входе в камеру сгорания. И заливают туда же жидкий водород. И чтоб оно при этом не разогналось???

Оснащение дурдомов компьютерной техникой идет семимильными шагами.
Это отлично видно по комментариям... (с)

Поделиться

8

Re: Многоразовый космоплан Skylon получил лестную оценку экспертов

VasYa пишет:

Как еще можно?

Мож удалось повысить КПД элемента Пельтье ? Вообще , тут наверное работают какие-то иные принципы .

Поделиться

9

Re: Многоразовый космоплан Skylon получил лестную оценку экспертов

BSV

>Ну двигатель там гибрид и наверно на скорости свыше 2 М работает ЖРД с запиткой окислителем из атмосферы, пока она еще присутствует.

ЖРД предполагает использование жидких компонентов. А в этом случае получается один газообразный другой жидкий. В этом случае не понятно как будет смешиваться смесь  и как она будет подаваться в камеру сгорания. В любом случае это будет уже не ЖРД. В случае использования газообразных компонентов( и воздух и водород) сильно упадет удельный импульс и энергетика. И все равно не понятно как разогнаться до 5,5 М при помощи турбины. На каких режимах будет происходить горение? каким образом будет тормозиться поток и самое главное где он будет тормозиться, ведь в месте торможения на 5,5М будет плазма.

>Так ведь охлаждают воздух до -130 на входе в камеру сгорания. И заливают туда же жидкий водород. И чтоб оно при этом не разогналось???

Не вижу связи между холодным воздухом, водородом и "разгоном". Газы в сопле разгоняются за счет ВЫСОКОЙ температуры ,а не низкой. Непонятно для чего охлаждать воздух. Жидким кислород из воздуха при -130 все равно не станет. Стоит ли городить столь сложную ненадежную систему с теплообменниками с гелием в качестве теплоносителя, вместо того чтобы использовать теплостойкие материалы, углерод например, или жаропрочную керамику.

Утопия какая то, а не проект.

Поделиться

10

Re: Многоразовый космоплан Skylon получил лестную оценку экспертов

Lenta.ru: Новости: http://lenta.ru/news/2012/11/29/cryogenic/
29.11.2012, четверг, 14:04:57

Британцы скрестили воздушно-реактивный двигатель с ракетным

Британская компания Reaction Engines завершила второй этап разработки реактивного двигателя SABRE (synergetic air-breathing rocket engine) со встроенной криогенной установкой для охлаждения атмосферного воздуха. Как пишет Aviation Week, третий этап разработки должен завершиться к 2015 году созданием уменьшенной версии рабочего прототипа двигателя.

Применять двигатель предлагается как на высокоскоростных атмосферных летательных аппаратах, так и в качестве единственной ступени для вывода аппаратов на орбиту.

В конструкции двигателя SABRE помимо основных компонентов реактивного двигателя предусмотрена мощная система охлаждения поступающего из атмосферы воздуха. Эта система позволяет меньше чем за сотую долю секунды охладить воздух больше чем на 1150 градусов Цельсия.

В систему охлаждения, которая служит теплообменником, атмосферный воздух поступает через осесимметричный воздухозаборник. Затем сжатый воздух проходит через турбокомпрессор в камеру сгорания, где служит окислителем для сверхохлажденного жидкого водородного топлива. Само топливо, в свою очередь, используется для отвода тепла в замкнутой системе теплообменника.

По достижении скорости в 5,5 числа Маха воздухозаборник закрывается и кислород в камеру сгорания подается уже из топливных баков как в ракетном двигателе. Подробнее о принципе работы двигателя можно ознакомиться по ссылке.

Одновременно с разработкой двигателя британские ученые занимаются созданием космического аппарата Skylon D1. Корабль, по расчетам, сможет доставлять на земную орбиту до 15 тонн грузов.

Если бы вы смогли надрать задницу человеку, виновному в большинстве ваших бед,
вы бы как минимум неделю не смогли бы на ней сидеть.

Поделиться

11

Re: Многоразовый космоплан Skylon получил лестную оценку экспертов

Крылышко уж больно маловато у данного космоплана. чтобы от земли отрываться, проблемы будут с длиной ВПП на взлёте и устойчивостью и управляемостью на посадке.
"Спейс шаттл" по сравнению с этим аэродинамическим ужасом - просто планер!..

Но, будем надеяться, что они всё тщательно просчитали (хоть и явно на грани допустимого!)...

"Я не червонец, чтобы всем нравиться."   В.В. Маяковский

Поделиться

12

Re: Многоразовый космоплан Skylon получил лестную оценку экспертов

Та и на взлете с посадкой хвост чуть ли не цепляет. Главное чтоб движок заработал а планер прикрутят.

Если бы вы смогли надрать задницу человеку, виновному в большинстве ваших бед,
вы бы как минимум неделю не смогли бы на ней сидеть.

Поделиться

13

Re: Многоразовый космоплан Skylon получил лестную оценку экспертов

Решил в эту ветку запостить
http://www.youtube.com/watch?v=YgJFKUiuDBE
Помоему очень и очень реалистичный проект, интересно после его завершения какова будет цена выводимого на орбиту 1кг?
А в целом давайте сюда камрады скидывать и обсуждать все данные по тематике "Воздушный старт".
Направление на мой взгляд очень перспективное.

В мире есть две невозможные штуки,
Что ты не делай и как ни крути...Это,
Двигатель вечный в строгой науке
И правовое устройство в Руси.

Поделиться

14

Re: Многоразовый космоплан Skylon получил лестную оценку экспертов

http://www.youtube.com/watch?v=JIDh7qhnRQs
А вот здесь вроде ваша российская разработка.

В мире есть две невозможные штуки,
Что ты не делай и как ни крути...Это,
Двигатель вечный в строгой науке
И правовое устройство в Руси.

Поделиться