Serikali ya Uingereza imetangaza kuwa iko tayari kuwekeza pauni milioni 60 (karibu bilioni 3 rubles) katika mradi wa kampuni ya kibinafsi ya Reaction Engines. Wahandisi wa kampuni hiyo wanatarajia kujenga mtindo wa kufanya kazi wa injini mpya kabisa ya ndege ya kibiashara. Injini hiyo itaitwa Saber, kifupisho cha Injini ya Roketi ya Hewa ya Kupumua Hewa. Hivi sasa, majaribio ya maabara ya prototypes ya injini mpya tayari yamekamilishwa vyema, ambayo imekuwa motisha ya ziada kwa serikali kuwekeza katika mradi huu.
Ndege inayotegemea injini za Saber itaweza kufikia stratosphere kwa dakika 15 tu, na kufunika umbali, kwa mfano, kutoka Australia hadi Merika kwa masaa 4 tu. Kasi ya ndege kama hiyo ingezidi kasi ya sauti kwa sababu ya 5 mara moja. Hivi sasa, Injini za Reaction zinapanga kuandaa ndege yao maarufu ya Skylon na injini mpya, ambayo inaweza kuharakisha hadi 5635 km / h. Kulingana na wawakilishi wa kampuni ya Uingereza, Skylon ina kila nafasi ya kuwa "spacehip" halisi na kuruka katika obiti ya chini ya ardhi.
Injini za jadi, ambazo hutumiwa katika anga leo, zinahitaji usafirishaji wa mizinga maalum iliyojazwa na oksijeni ya kioevu ikiwa ndege itafikia kasi ya zaidi ya 3000 km / h kwa kuruka. Ndege kama hizo haziwezi "kupumua" hewa ya kawaida, kwani ingetia joto hadi joto la juu sana. Wakati huo huo, injini ya Saber inaruhusu matumizi ya hewa badala ya oksijeni ya kioevu: ina vifaa vya mfumo mzima wa mirija ambayo imejazwa na heliamu. Wakati hewa inapita kwenye hizi zilizopo, heliamu huipoa na oksijeni ya joto linalohitajika (-150 digrii Celsius badala ya digrii 1000 za asili) hupelekwa moja kwa moja kwa injini.
Iliyoundwa na Injini za Reaction, injini ya Saber ina uwezo wa kufanya kazi kwa njia 2: kama injini ya ndege na kama injini ya roketi. Kulingana na wawakilishi wa kampuni, utumiaji wa injini hii kwenye ndege ya Skylon itairuhusu iwe mara 5 ya kasi ya sauti katika anga ya Dunia na mara 25 angani. Kipengele muhimu cha injini hii, ambayo itaiwezesha kufanya kazi kwa ufanisi ndani ya anga, ni precooler, ambayo hewa inayoingia ya nje na joto la digrii 1000 imepozwa hadi joto la -150 digrii katika mia moja tu ya pili.
Mara Skylon inapoingia kwenye nafasi, inaweza kuwekwa katika kile kinachoitwa "hali ya nafasi". Katika kesi hiyo, ndege itaweza kukaa katika obiti ya ardhi ya chini kwa masaa 36. Wakati huu ni wa kutosha, kwa mfano, kuzindua setilaiti. Kwa kuongezea, itakuwa teknolojia yenye faida sana. Kulingana na Alan Bond, ambaye ndiye mwanzilishi wa kampuni hiyo, kiwango kinachohitajika kwa kuzindua satelaiti na ujumbe mwingine unaofanana unaweza kupunguzwa mara moja na 95% ikiwa uzalishaji wa kibiashara wa injini za Saber utaanzishwa.
Kwa kuongezea, spacecraft mpya iliyojengwa kwenye injini za ndege-ya-ndege inaweza kuwa matarajio mazuri sana katika soko la utalii wa angani. Katika kesi hii, kampuni ya Uingereza ya Reaction Engines inaweza kuwa mshindani mkubwa wa Virgin Galactic, ambayo ni ya Richard Branson. Sasa bilionea anaalika kila mtu kutazama sayari yetu kupitia dirishani kwa pauni 121,000 tu (karibu milioni 6 za ruble). Wawakilishi wa kampuni ya Reaction Injini wanasema kuwa ndege kwenye chombo chao cha Skylon itawagharimu watalii wa nafasi kidogo, hata hivyo, bado hawajasema ni kiasi gani. Maelezo zaidi juu ya mipango ya serikali ya Uingereza kuhusu ufadhili wa mradi huu kabambe itajulikana wakati Mkutano maalum wa Angani wa Uingereza utafanyika Glasgow.
Historia ya kuonekana
Wazo la kubuni injini iliyopozwa kwanza lilimjia Robert Carmichael nyuma mnamo 1955. Wazo hili lilifuatiwa na wazo la injini ya hewa iliyochapishwa (LACE), ambayo awali ilitengenezwa na Marquardt na General Dynamics katika miaka ya 60 ya karne iliyopita, kama sehemu ya kazi ya Jeshi la Anga la Merika kwenye mradi wa Aerospaceplane.
Walakini, kazi ya mradi wa injini mpya ya Saber ilianza tu mnamo 1989, na mwaka huu Reaction Engines Limited iliundwa. Wataalam wa kampuni hiyo waliendelea kufanya kazi kwenye mradi huo, wakikuza maoni yaliyowasilishwa hapo awali. Kama matokeo, uundaji wa injini ya mseto ya Saber ilichukua miaka 22 kutoka kwa timu ya utafiti ya watu 30. Matunda ya juhudi zao ilikuwa ujenzi wa injini ya dhihaka, ambayo iliwekwa kwenye ndege ya Skylon, ambayo ilionyeshwa kwenye Maonyesho ya Hewa ya Farnborough.
Uchunguzi wa hivi karibuni uliofanywa na Injini za Reaction umezingatia teknolojia za hewa kabla ya kupoza. Kwa sasa, wataalam wa kampuni hii, wakiwa na teknolojia inayoweza kutumika mikononi mwao, wanaunda mfano wa mfumo wa baridi. Sampuli hii inapaswa kuwa nyepesi na inadhihirisha utulivu wa anga, nguvu ya kiufundi, na upinzani wa mtetemo mkali. Kulingana na mipango ya kampuni hiyo, vipimo vya aina ya baridi vilikuwa vinaanza Agosti 2012.
Mnamo Novemba 2012, Injini za Reaction zilikuwa zimekamilisha upimaji wa vifaa chini ya mradi wa "Teknolojia ya Mchanganyiko wa Joto Muhimu kwa Mradi wa Injini ya Risasi ya Nishati ya Oksijeni". Hii ilikuwa hatua muhimu sana katika mchakato wa kuunda injini ya mseto, ambayo ilithibitisha wawekezaji wote wanaowezekana katika mradi huo uwezekano wa teknolojia zilizowasilishwa. Injini ya Saber inategemea mtoaji wa joto anayeweza kupoza hewa inayoingia hadi -150 ° C (-238 ° F). Katika mchakato wa operesheni, hewa iliyopozwa imechanganywa na haidrojeni ya kioevu, baada ya hapo, kwa kuchoma, hutoa msukumo muhimu kwa ndege ya anga, kabla ya kubadili oksijeni ya maji kutoka kwa mizinga, wakati wa kuruka nje ya anga ya dunia. Uchunguzi uliofanikiwa wa teknolojia hii muhimu sana imethibitisha kwa vitendo kwamba kibadilishaji cha joto kinaweza kukidhi mahitaji ya injini ya mseto ili kupata kiwango kinachohitajika cha oksijeni kutoka kwa anga ili kufanya kazi kwa ufanisi mkubwa katika hali ya ndege ya mwinuko wa chini.
Katika Maonyesho ya Hewa ya Farnborough ya 2012, David Willets, Katibu wa Jimbo la Vyuo vikuu na Sayansi nchini Uingereza, alisifu maendeleo hayo. Hasa, waziri alisema kwamba injini hii chotara inaweza kuwa na athari ya kweli kwa hali ya mchezo ambao umeundwa leo katika tasnia ya nafasi. Uchunguzi uliofanikiwa wa mfumo wa kupoza kabla ya injini ulithibitisha uthamini mkubwa wa dhana iliyopendekezwa, ambayo ilitengenezwa na Wakala wa Nafasi wa Uingereza mnamo 2010. Waziri pia alibaini ukweli kwamba ikiwa siku moja wataweza kutumia teknolojia hii kuandaa ndege zao za kibiashara, basi hii bila shaka itakuwa tukio la kupendeza kwa kiwango.
David Willets pia alibaini ukweli kwamba kuna uwezekano mdogo kwamba Wakala wa Anga za Ulaya atakubali kufadhili mradi wa Skylon. Kwa sababu hii, Uingereza inapaswa kuwa tayari kwa ukweli kwamba italazimika kushughulikia ujenzi wa chombo, kwa sehemu kubwa na fedha zake.
Utendaji
Uwiano wa kubuni na uzito wa injini ya mseto wa Saber unatarajiwa kuwa zaidi ya vitengo 14. Ikumbukwe kwamba uwiano wa uzito-wa-uzito wa injini za kawaida za ndege uko ndani ya vitengo 5, na vitengo 2 tu vya injini za ramjet ya supersonic. Kiwango hiki cha juu cha utendaji kimefanikiwa kupitia utumiaji wa hewa iliyo na maji mengi, ambayo huwa mnene sana na inahitaji kukandamizwa kidogo, na muhimu zaidi, kwa sababu ya joto la chini la kufanya kazi, inawezekana kutumia aloi nyepesi za kutosha kwa injini nyingi mseto kubuni.
Injini ina msukumo maalum katika anga, ambayo hufikia sekunde 3500. Kwa kulinganisha, injini ya kawaida ya roketi ina msukumo maalum, ambayo ni karibu sekunde 450, na hata injini ya roketi ya "mafuta", ambayo inachukuliwa kuwa ya kuahidi, inaahidi kufikia ukubwa wa sekunde 900 tu.
Mchanganyiko wa injini ya chini na ufanisi mkubwa wa mafuta huipa ndege inayoahidi ya Skylon uwezo wa kufikia obiti katika hali ya hatua moja, wakati injini inafanya kazi kama injini ya ndege-ya ndege hadi kasi ya M = 5, 14 na urefu ya kilomita 28.5. Wakati huo huo, gari la anga lina uwezo wa kufikia obiti na mzigo mkubwa sana wa malipo kwa uzito wa kuondoka kwa ndege yenyewe. Hiyo hapo awali haikuweza kupatikana kwa ndege yoyote ya kawaida.
Faida za injini
Tofauti na binamu zake wa jadi wa roketi, na kama aina zingine za injini za ndege, injini mpya ya mseto ya Briteni inaweza kutumia hewa kuchoma mafuta, ambayo hupunguza uzito unaohitajika wa propellant, huku ikiongeza uzito wa mzigo wa malipo. Injini ya ramjet (injini ya ramjet) na injini ya ramjet ya hypersonic (injini ya scramjet) lazima itumie muda wa kutosha katika anga la chini ili kukuza kasi ya kutosha kuingia kwenye obiti, ambayo pia husababisha shida ya kupokanzwa kwa nguvu. injini kwa kasi ya hypersonic, pamoja na upotezaji unaowezekana kwa sababu ya ugumu wa ulinzi wa mafuta na uzani mkubwa.
Wakati huo huo, injini ya ndege ya mseto kama Saber inahitaji tu kufikia kasi ya chini ya hypersonic (inafaa kukumbuka kuwa hypersonic ni kila kitu baada ya M = 5) katika tabaka za chini za anga ya Dunia, kabla ya kubadili mzunguko uliofungwa na kufanya kupanda mwinuko kutoka kuongeza kasi katika hali ya roketi.
Tofauti na injini za jadi za ramjet au scramjet, injini mpya ya Briteni Saber inaweza kutoa msukumo mkubwa kutoka kasi ya sifuri hadi M = 5, 14 ikijumuisha, katika upeo wote wa mwinuko, na ufanisi mzuri juu ya upeo wote wa mwinuko. Kwa kuongezea, uwezo wa kuunda msukumo hata kwa kasi ya sifuri unaonyesha uwezekano wa kujaribu injini ya mseto ardhini, ambayo hupunguza sana gharama ya maendeleo.
Tabia za kudhani za injini ya Saber:
Kutia usawa wa bahari - 1960 kN
Msukumo batili - 2940 kN
Uwiano wa kutia-kwa-uzito - kama 14 (angani)
Msukumo maalum katika utupu - sekunde 460.
Msukumo maalum katika usawa wa bahari - sekunde 3600.
