Kwa miaka kadhaa iliyopita, kampuni ya Uingereza ya Reaction Engines Limited (REL), kwa kushirikiana na mashirika mengine, imekuwa ikiunda mradi wa SABER (Synergetic Air Breathing Rocket Engine). Lengo la mradi huu ni kuunda injini mpya kabisa ya mseto inayoweza kutumia hewa ya anga na kioksidishaji kioevu. Hadi sasa, mradi umeonyesha mafanikio kadhaa.
Uendelezaji wa mradi
Dhana ya injini ya REL SABER inategemea maoni yaliyowekwa na kupimwa kwa sehemu nyuma miaka ya themanini. Wakati huo, wataalam wa Briteni walikuwa wakitengeneza spaceplane ya HOTOL, ambayo injini ya mseto ya aina ya LACE ilipendekezwa. Mradi huo hauwezi kutekelezwa, lakini mapendekezo yake yalitumika katika maendeleo mapya.
Ubunifu wa SABER katika hali yake ya sasa ilianza mwanzoni mwa miongo iliyopita. Masomo mengine yamefanywa kuunda sura ya jumla ya injini ya mseto na kuamua njia ya ukuaji wake. Katika siku zijazo, REL iliweza kuvutia wateja wanaotarajiwa na kupata msaada, ambayo iliongeza kasi ya kazi.
Kufikia sasa, REL imekamilisha idadi kubwa ya nyaraka za muundo na kuanza kujaribu vifaa vya injini binafsi. Vifaa viwili vya majaribio ya ndani nchini Uingereza na USA hutumiwa kupima bidhaa.
Baadhi ya vifaa na dhana zimejaribiwa kwa vitendo na zimethibitisha uwezo wao. Katika siku za usoni, mfano kamili wa injini ya mseto inapaswa kupatikana, pamoja na vifaa vyote vilivyojaribiwa. Upimaji wake chini ya hali ya msimamo utaanza mnamo 2020-21. Wakati wa kuonekana kwa injini inayofaa kusanikishwa kwenye ndege halisi bado haijulikani. Hii labda haitatokea hadi nusu ya pili ya ishirini.
Ubunifu wa mseto
Bidhaa ya SABER lazima ifanye kazi katika anga na kwingineko, ikikuza msukumo unaohitajika na kutoa kasi kwa kasi kubwa. Mahitaji kama hayo yamesababisha hitaji la muundo maalum na huduma maalum. Inayo mambo ya tabia ya turbojet, ramjet na injini za roketi zinazotumia kioevu. Matumizi yao katika mchanganyiko tofauti inafanya uwezekano wa kuwa na njia kadhaa za operesheni kwa hatua tofauti za kukimbia.
Injini ya SABER ina vifaa kadhaa kuu vilivyowekwa katika nyumba moja. Sehemu ya kichwa cha bidhaa hutolewa chini ya ulaji wa hewa wa mbele na mwili wa kati. Mwisho hutengenezwa kwa njia ya fairing ya kawaida na inaweza kuhamishwa kando ya mhimili wa injini kubadilisha usambazaji wa hewa kwa mfumo. Katika njia zingine, usambazaji wa hewa umezimwa kabisa.
Mfumo wa baridi kwa hewa inayoingia umewekwa moja kwa moja nyuma ya ulaji. Imehesabiwa kuwa wakati wa kuruka kwa kasi kubwa, ghuba ya hewa inapaswa joto hadi joto la 1000 ° C au zaidi. Baridi maalum ya mapema iliyo na mirija nyembamba elfu kadhaa iliyojazwa na heliamu ya kioevu inapaswa kupunguza joto la hewa kwa maadili hasi kwa sekunde moja. Mfumo wa kupambana na barafu hutolewa.
Sehemu kuu ya injini inachukuliwa na kinachojulikana. msingi ni kontena maalum iliyoundwa kubana hewa inayoingia kabla ya kutumwa kwenye chumba cha mwako. Kwa maana hii, SABER ni sawa na injini za kitamaduni za turbojet, lakini haina turbine nyuma ya chumba cha mwako na vitu vingine. Kompressor inaendeshwa na turbine ambayo inachukua nishati kutoka kwa mfumo wa kupoza hewa.
Chumba cha mwako kutoka kwa muundo wa SABER ni sawa na makusanyiko ya injini za roketi zinazotumia kioevu. Kwa msaada wa pampu ya turbo, inapendekezwa kusambaza mafuta na kioksidishaji - hewa ya gesi au oksijeni ya kioevu, kulingana na hali ya uendeshaji. Katika njia zote mbili, hidrojeni iliyotiwa maji hutumiwa kama mafuta.
Karibu na chumba kuu cha mwako ni chumba cha pili sawa na injini ya ramjet. Imeundwa kufanya kazi kwa njia fulani na kuongeza jumla ya msukumo wa injini. Kama chumba kuu cha mwako, msaidizi mara moja kupitia chumba cha mwako huendesha hidrojeni.
Sasa lengo la mradi wa SABER ni kukuza injini ya mseto na utendaji wa juu wa kutosha na vipimo vichache. Bidhaa iliyomalizika haipaswi kuwa kubwa kuliko Pratt & Whitney F135 ya serial - sio zaidi ya 5.6 m kwa urefu na chini ya mita 1.2. Wakati huo huo, utangamano na utendaji wa hali ya juu zinapaswa kuhakikishwa.
Kulingana na hali ya uendeshaji, chaguo kama hilo la SABER litaweza kuruka kwa kasi hadi M = 25. Msukumo mkubwa katika hali ya "hewa" utafikia 350 kN, katika hali ya roketi - 500 kN. Sifa kuu nzuri itakuwa uwezo wa kutatua shida zote kwa kutumia injini moja.
Njia za utendaji
Injini ya SABER inaweza kutumika kwenye magari ya madarasa anuwai, haswa kwenye magari ya anga. Uwepo wa njia kadhaa za operesheni itatoa uwezekano wa kuchukua usawa na kutua, kuruka angani na kuingia kwenye obiti.
Kuondoka na kuruka angani inapaswa kufanywa kwa kutumia njia ya kwanza ya operesheni ya injini. Katika kesi hii, ulaji wa hewa uko wazi, na "msingi" hutoa hewa iliyoshinikizwa kwenye chumba cha mwako. Baada ya kuongeza kasi kwa kasi ya juu ya hali ya juu, chumba cha mwako cha mtiririko wa moja kwa moja kimewashwa. Matumizi ya nyaya mbili, kulingana na mahesabu, hutoa kasi ya kukimbia hadi M = 5, 4.
Kwa kuongeza kasi, hali ya tatu hutumiwa. Juu yake, ulaji wa hewa umefungwa, na oksijeni ya kioevu hutolewa kwa chumba kuu cha mwako. Kwa kweli, katika usanidi huu, SABER inakuwa mfano wa injini ya roketi ya jadi. Hali hii hutoa utendaji bora wa ndege.
Maombi
Hadi sasa, injini ya mseto kutoka REL inapatikana tu kwa njia ya nyaraka na vitengo vya mtu binafsi, lakini maeneo yake ya maombi tayari yamedhamiriwa. Mimea hiyo ya nguvu inapaswa kuwa ya kupendeza katika muktadha wa maendeleo zaidi ya anga na wanaanga, ikiwa ni pamoja. kwenye makutano ya njia hizi mbili.
SABER au bidhaa kama hiyo itakuwa muhimu katika uundaji wa ndege zinazoahidi za anga kwa madhumuni anuwai. Kwa matumizi ya teknolojia kama hizo, inawezekana kuunda ndege za usafirishaji, abiria au jeshi.
Uwezo kamili wa injini ya mseto inaweza kutolewa na ndege ya anga. Katika kesi hii, SABER itatoa usawa na kutua kwa usawa, na pia njia ya kuelekea kwenye urefu unaohitajika, ikifuatiwa na kuongeza kasi na kuruka kwa obiti. Spaceplane na injini za mseto inapaswa kuwa na faida muhimu ambazo hufanya iwe rahisi kufanya kazi.
Maendeleo ya SABER yanaweza kutekelezwa kama vifaa tofauti. Kwa mfano, REL inaamini kuwa mfumo wa kupoza wa hewa inayoingia inaweza kutumika katika kisasa cha zilizopo au katika ukuzaji wa injini za turbojet zinazoahidi. Matokeo ya kupendeza zaidi kutoka kwa hii yanaweza kupatikana katika uwanja wa anga ya kasi.
Katika msingi wake, Mradi wa SABER hutoa seti ya teknolojia muhimu za kujenga injini ya mseto ya anuwai. Kwa msingi wao, unaweza kuunda bidhaa halisi ya vipimo vinavyohitajika na sifa maalum. Kwa majaribio ya kwanza, SABER ya ukubwa wa kati, ya utendaji wa hali ya juu imeundwa. Ikiwa kuna maslahi kutoka kwa wateja, marekebisho mapya yanaweza kuonekana ambayo yanakidhi mahitaji maalum.
Mazoezi ya vitendo
Masomo na mitihani ya kwanza ndani ya mfumo wa mradi wa SABER ilifanyika mwanzoni mwa kumi na ilikusudiwa kupata suluhisho bora za muundo. Hadi leo, REL imekamilisha muundo na imeanza mchakato wa kupima vifaa vya mtu binafsi vya injini ya mseto.
Wiki chache zilizopita, kampuni ya maendeleo ilitangaza kuwa inafanya majaribio ya benchi ya mfumo wa kupoza hewa. Wakati wa jaribio, kasi ya hewa kwenye ghuba kwa kifaa ilifikia M = 5, joto - 1000 ° C. Inaripotiwa kuwa mfano huo ulifanikiwa kukabiliana na majukumu yake na kutoa kupungua kwa kasi na kwa kasi kwa joto la mtiririko. Walakini, hakuna nambari maalum zilizotajwa.
Hundi zilizoripotiwa hapo awali kwenye vifaa vingine vya injini. Kukamilika kwa shughuli hizi zote inaruhusu REL kuendelea na mkutano wa injini kamili ya mfano. Muonekano wake unatarajiwa mnamo 2020-21. Wakati huo huo, vipimo vya benchi vitafanyika, kulingana na matokeo ambayo itawezekana kuamua matarajio halisi ya maendeleo.
Reaction Engines Limited inathamini sana mradi wake mpya na inaamini kuwa ina baadaye nzuri. Je! Tathmini kama hizo zina malengo gani na ikiwa zinahusiana na ukweli sio wazi kabisa. Jibu la maswali kama haya linaweza kutolewa tu kwa miaka michache, baada ya kukamilika kwa hatua zote muhimu na kuunda ndege halisi na injini za SABER.
