Na granicy "lotu" hipersonicznego. Kamień milowy projektu SABRE

31 października 2019, 16:56
flight_1
Fot. Reaction Engines [reactionengines.co.uk]

Program budowy innowacyjnego silnika strumieniowego SABRE osiągnął kolejny z kluczowych kamieni milowych, przechodząc pomyślnie test specjalnego systemu schładzania powietrza na jego dyszy wlotowej. W toku przeprowadzonej próby wykazano zdolność pracy silnika przy nadzwyczaj wysokich prędkościach - rzędu Mach 5.

Innowacyjny silnik Sabre (Synergetic Air-Breathing Rocket Engine) jest wynalazkiem firmy Reaction Engines - ma napędzać m.in. planowane brytyjskie samoloty kosmiczne, zdolne zarówno do ultraszybkich lotów atmosferycznych, jak i wynoszenia ładunków na orbitę okołoziemską. System opracowano jako silnik strumieniowy przystosowany do działania zarówno w atmosferze, jak i w próżni. Napęd będzie stanowić ciekły wodór, a rolę utleniacza w początkowej fazie lotu będzie stanowiło powietrze atmosferyczne (jak w zwykłych silnikach odrzutowych), natomiast od wysokości 28,5 km i powyżej prędkości Mach 5 - ciekły tlen.

Jednym z charakterystycznych i najbardziej innowacyjnych elementów tego systemu jest tzw. precooler, będący systemem uprzedniego schładzania powietrza na etapie jego wtłaczania do silnika. W ramach bieżącego testu zespół Reaction Engines wykonał naziemną próbę skuteczności działania "chłodnicy", przy temperaturze powietrza odpowiadającej prędkości lotu pięciokrotnie przekraczającej prędkość dźwięku (Mach 5). Dla porównania, była to wartość dwa razy większa niż maksymalna prędkość osiągana przez samolot Concorde oraz połowę wyższa od prędkości rekordowego pod tym względem samolotu SR-71 Blackbird. System chłodzący umożliwił w trakcie testu obniżenie temperatury powietrza na dyszy wlotowej o niemal 1000 stopni Celsjusza w czasie zaledwie 1/20 s.

image
Fot. Reaction Engines [reactionengines.co.uk]

 

Test przeprowadzono w ośrodku Air and Space Port w amerykańskim stanie Kolorado. W jego trakcie został wykorzystany silnik odrzutowy J79, który napędzał niegdyś myśliwce F-104 Starfighter oraz starsze wersje F-16.

Napęd SABRE ma umożliwić osiągnięcie maksymalnej prędkości Mach 25. Zgodnie z deklaracjami, silnik będzie mógł przy tym zapewnić znacznie ograniczenie zużycia paliwa w stosunku do klasycznych silników rakietowych, a także zminimalizowanie masy własnej - pojazd nim napędzany nie będzie musiał zabierać własnego tlenu na lot w atmosferze.

Prace nad silnikiem SABRE przyśpieszyły w 2013 roku, kiedy to brytyjski rząd dofinansował projekt kwotą 60 mln GBP, a Europejska Agencja Kosmiczna przeznaczyła na jego rozwój kolejne 7 mln GBP. W październiku 2015 roku do projektu dołączyło konsorcjum BAE Systems, które za 20,6 mln GBP kupiło 20 proc. kapitału akcyjnego w przedsiębiorstwie.

Space24
Space24
KomentarzeLiczba komentarzy: 27
gdzie tu sens
czwartek, 31 października 2019, 21:38

Co dzieje się z energią rozgrzanego gazu, jak jest pochłaniana i przez co? Jaki jest mechanizm schładzania? Bo faktem jest iż rozgrzany gaz jest/ mógłby być za rzadki do całkowitego utlenienia wodor a przez to ciąg silnika byłby słaby do osiągnięcia zakładanej mocy w stosunku do masy pojazdu/ rakiety, samolotu.

lol
poniedziałek, 4 listopada 2019, 15:09

Może wymiennik ciepła wykorzystuje skroplony wodór, który jest tam paliwem? W trakcie rozprężenia(w osobnym układzie) wodór się ochładza i poprzez wymiennik ochładza też powietrze?

jonbakari
niedziela, 3 listopada 2019, 18:42

chodzi o objętość - gorący gaz zajmuje duuużo większą objętość w stosunku do masy tak więc gorący tlen nie jest wstanie podtrzymać spalania paliwa w silniku bo... cząstek tlenu jest za mało. To bardzo poważny problem techniczny. Tak przy okazji - w UK zawsze jacyś entuzjaści coś nowego opracują a potem... Niemcy udoskonalą (automotive, jet engine, etc)

Davien
niedziela, 3 listopada 2019, 20:01

No akurat z silnikami odrzutowymi to Niemcom wyszło dośc kiepsko, mieli zawodne, często nawalające silniki a UK wręcz przeciwnie. No ale nie wzorowali sie w III Rzeszy na brytyjskich ale robili swoje:)

Fanklub Daviena
niedziela, 3 listopada 2019, 21:07

Niemcom brakło metali strategicznych oraz czasu na dopracowanie. Wybrali bardziej przyszłościowe rozwiązanie: pierścieniową komorę spalania i sprężarkę osiową (dokładnie tak jak w F-22, który ośmieszając się reklamowałeś, że ma "pierścieniową komorę spalania" i "moving target indication" - jakby to było coś wyjątkowego a nie norma od lat...). Brytyjczycy poszli tą samą drogą i... efekt mieli gorszy od Niemców, więc wybrali "lepsze" (chwilowo) rozwiązanie - dzwonowe komory spalania i sprężarkę odśrodkową. Krótkotrwale to było lepsze (legendarna odporność na pompaż i stabilność pracy) ale było ślepą odnogą ewolucji silników, bo nie pozwalało na zwiększenie ich mocy i sprawności. I trzeba mieć davienowaty zmysł bredzenia by krytykować Niemców za "kiepskie" silniki odrzutowe, skoro byli jedynym obok Brytyjczyków, narodem, które wprowadziło seryjne samoloty odrzutowe, w dodatku o najlepszych osiągach, daleko, daleko wyprzedzając USA. USA było tak zacofane w silnikach odrzutowych, że nie widziało szans na szybki postęp i zawarło z Brytyjczykami traktat: technologia bomby atomowej w zamian za technologię silników odrzutowych. Gdy USA tą technologię dostało, to... oszukali Brytyjczyków i odmówili przekazania broni atomowej Brytyjczykom. Wtedy Brytyjczycy z zemsty... sprzedali silniki Nene i Derwent Sowietom (to było świadome!) dając znać Amerykanom, że sprzedadzą więcej technologii, jak USA będzie łamać umowy. To przekonało Amerykanów, by przekazać technologię bomby atomowej Brytyjczykom. Ze sprężarkami osiowymi poradzono sobie de facto dopiero w latach 50. gdy projektanci odeszli od metodyki obliczeń opartych o obliczenia na jednej łopacie wirnika i przeszli na liczenie oparte o metodykę liczenia własności całego dysku.

Davien
poniedziałek, 4 listopada 2019, 00:19

Jak iwdac funek zdecydowanie nie w formie:)) Brytyjczycy od poczatku poszli w sprezarke odśrodkowa( Whittle) i jak widac ich maszyny były wyjatkowo niezawodne, podobnie USA które jak nawiazało współprace z Whittle'em to znaczaco przyspieszyli rozwój silników i dla WB. Anglicy nie sprzedali Rosji zadnych licencji, Rosjanie zwyczajnie piracko skopiowali NENE i Derwenta bo nie mieli własnych silników chocby w przyblizeniu tak dobrych, potem tez zrzynali z amerykańskich:) Aha panie funklub, brytyjczycy od poczatku pracowali w programie Manhattan i budowy broni jadrowej i nic im USA nie musiało przekazywac, to nie Rosja, która musiała ukraść technologie bo Kurczatow utknał na amen:) Seryjne samoloty odrzutowe budowali podczas wojny Niemcy Brytyjczycy i Amerykanie, Rosjanie tez próbowali ale dopóki nie pozyskali Jumo i BMW003....

Pawel
niedziela, 3 listopada 2019, 17:24

The SABRE engine "relies on a heat exchanger capable of cooling incoming air to −150 °C (−238 °F), to provide oxygen for mixing with hydrogen and provide jet thrust during atmospheric flight before switching to tanked liquid oxygen when in space." In air-breathing mode, air enters the engine through an inlet. Wymiennik ciepla. Chyba nano siatke ale tego jeszcze lata sie nie dowiemy

Adrian
piątek, 1 listopada 2019, 15:23

Najpewniej jest schładzany wodorem, podobnie jak dysza w klasycznym silniku odrzutowym

janusz
czwartek, 31 października 2019, 18:32

I to są konkretne dane a nie bzdury o Migu 41 i jego pułapie 50km w które uwierzyło towarzystwo fanów przewagi rosyjskiej techniki nad zdrowym rozsądkiem.

Fanklub Daviena
piątek, 1 listopada 2019, 11:21

Już tu tacy znafcy jak ty i to w redakcji wypisywali, jak to w broni hipersonicznej przoduje... USA, potem daleko nic i Chiny, a potem gdzieś na horyzoncie, daleko w tyle Rosja... Czas pokaże czy to prawda. Kilka lat temu ten portal donosił, a Davien oczywiście potwierdzał, że USA ma na ciężarówkach małe, przewoźne... reaktory termojądrowe! I jakoś Komitet Noblowski przeoczył ten przełom z dziedziny fizyki! :)

piątek, 1 listopada 2019, 23:35

W sputniku płacą teraz bimbrem?

Nemo
piątek, 1 listopada 2019, 20:39

Ty człowieku chyba nie słyszałeś o projekcie „Pluto” w latach 1950’ i reaktorze „Tory-IIC”. Już w początku 1960’ US miało technologię miniaturowych reaktorów do napędzania rakiet manewrujących. Program został anulowany z powodów zagrożenia dla środowiska naturalnego.

pogromca nieuków z fizyki
sobota, 2 listopada 2019, 10:50

Ty człowieku chyba nie słyszałeś co to jest reaktor termojądrowy, bo nie wypisywałbyś bzdur, że Pluto ma coś z takim reaktorem wspólnego. Fuzja nuklearna z rozpadem nuklearnym ci się pomerdała.

Davien
sobota, 2 listopada 2019, 11:57

Pogromca, jak na razie to o reaktorach termojadrowych pisał funklub bo cos mu się przysniło:)

ciekawy
czwartek, 31 października 2019, 18:29

a wiadomo czemu ma służyć to obniżenie temperatury? I skąd na dyszy wlotowej 1000C? ze zdjęcia wynika raczej że to urządzenie jest na dyszy wylotowej?

Pawel
niedziela, 3 listopada 2019, 01:12

1000 stopni to efekt mechanicznej kompresji tj zwiekszone cisnienie i wprost temperatury. To co pokazac to proof of concept czyli dzialanie jednego z tego co mi wiadomo najwazniejszego element sabre

Garret
piątek, 1 listopada 2019, 12:12

tarcie

Mietek
piątek, 1 listopada 2019, 14:59

Że też nie można plusować dobrych odpowiedzi ...

Fanklub Daviena
sobota, 2 listopada 2019, 11:04

DOBRA odpowiedź? Ręce opadają... Ani Ty ani Garret nie macie pojęcia o fizyce, co nawet nie dziwi. Jeszcze w latach 50. nawet naukowcy z USA czy Sowietów wierzyli, że obiekty szybko poruszające się nagrzewają się od tarcia (co jest nieprawdą, tarcie to promile problemu), stąd starali się robić "szpiczaste" opływowe kształty. W rzeczywistości obiekty szybko poruszające się w atmosferze nagrzewają się od GORĄCEGO POWIETRZA,a to powietrze NAGRZEWA SIĘ OD KOMPRESJI (gaz sprężany się ogrzewa, rozprężany oziębia) wywołanej falą uderzeniową. Dlatego dobrym kształtem zamiast "szpiczastych" bredni lat 50. są wtedy tępe kształty np. kapsuły Sojuza, których zadaniem jest "pchanie" przed sobą powietrza, stanowiącego warstwę izolacyjną i dbanie, by było jak najmniej "zwiewane" i zastępowane nowym bardziej gorącym, jak to się dzieje w przypadku opływowych szpiczastych kształtów.

Lol
sobota, 2 listopada 2019, 12:22

I dlatego obiekt na zdjeciu ma szpiczasty nos.