Кубанский государственный технологический университет

Новый теплообменник для Skylon: разработан и проверен

08-06-2012
Британский беспилотный многоразовый космический самолет получил важнейшую систему: охладитель и теплообменник.

Уникальный 82-метровый летательный аппарат Skylon обеспечит недорогой и надежный доступ в космос. В настоящее время разработчики работают над проверкой правильности концепции и реализуемости проекта, это займет около 10 лет. Такой срок обусловлен инновационностью Skylon. Прежде всего, аппарат отличается от большинства других средств вывода грузов на орбиту тем, что умеет взлетать и садиться по-самолетному. При этом масса выводимой нагрузки составит 12 тонн.

Skylon буквально «нашпигован» перспективными технологиями, большинство из которых пока находятся в разработке.

В частности, уникальный двигатель SABRE сочетает в себе прямоточный воздушно-реактивный и ракетный двигатель, что позволяет использовать его как в атмосфере, так и в космосе. В первом случае он работает как обычный реактивный двигатель и позволяет достичь скорости 5,5 Маха (1700 м/с) и высоты 26 км, на которой SABRE переходит в ракетный режим. До сих пор неразрешимой проблемой такого комбинированного двигателя был излишний вес и низкая эффективность. Одной из причин этого является нагрев сжимаемого в воздухозаборнике воздуха, что приводит к перегреву двигателя и, соответственно, необходимости установки тяжелой теплозащиты. Кроме того, Skylon не будет использовать дорогостоящую и хрупкую термозащиту, аналогичную той, что была причиной страшных катастроф американских шаттлов. Вместо этого корпус британского аппарата будет изготовлен из углеродного волокна и тонкого керамического покрытия с активным охлаждением некоторых местах.

Skylon не только потрясающе красивый корабль, но и самый высокотехнологичный космический проект на сегодняшний день

Поэтому ключевой технологией для SABRE является теплообменник, который должен быть в 10 раз легче современных аналогов. Планируется, что он будет использовать основное топливо, жидкий водород, для охлаждения воздуха в воздухозаборнике. Это позволит построить двигатель из легких сплавов и снизить его вес почти вдвое. Правда, на скоростях больше 5,5 М воздух все равно будет слишком горячим, поэтому в определенный момент Skylon закроет воздухозаборник и переключит двигатель в ракетный режим. Благодаря использованию комбинированного двигателя Skylon будет иметь высокий удельный импульс (около 46 минут) и потреблять всего лишь пятую часто топлива, от количества, которое потребовалось бы обычной ракете с аналогичной полезной нагрузкой.

Теплообменник Skylon-а должен эффективно рассеивать огромное количество тепла. Специалисты Reaction Engines Ltd считают, что им удалось этого добиться

Предварительные трехмесячные испытания теплообменника прошли успешно, и в настоящее время важнейший узел космического самолета испытывается на производительность и надежность.

Skylon, безусловно, является уникальным проектом. Хотя первый полет корабля вряд ли состоится в ближайшие десятилетия, его разработка может дать толчок развитию перспективных аэрокосмических технологий.

Читайте на CNews Гамма-нож и линейный ускоритель: что способно победить рак? НАСА разработалo абсорбент, поглощающий 99% света "Фобос-Грунт" застрял на околоземной орбите