세이버 하이브리드 엔진. 분위기와 공간을 위해
지난 몇 년 동안 영국 기업 REL (Reaction Engines Limited)은 다른 조직과 협력하여 SABER (Synergetic Air Breathing Rocket Engine-하이브리드 항공기 로켓 엔진) 프로젝트를 개발해 왔습니다. 이 프로젝트의 목적은 대기와 액체 산화제를 사용할 수있는 근본적으로 새로운 하이브리드 엔진을 만드는 것입니다. 현재까지이 프로젝트는 성공을 거두었습니다.
프로젝트 개발
REL SABER 엔진 컨셉의 핵심은 80 년대에 아이디어가 포함되고 부분적으로 테스트되었습니다. 당시 영국 전문가들은 LACE 형 하이브리드 엔진이 제공되는 HOTOL 우주선을 개발하고있었습니다. 그 프로젝트는 구현 될 수 없었지만 그의 제안은 새로운 개발에 적용되었다.
현재 형태의 디자인 SABER는 지난 수십 년간 시작되었습니다. 하이브리드 엔진의 전체적인 외관을 형성하고 개발 방법을 결정할 수있는 일부 연구가 수행되었습니다. 앞으로 REL은 잠재적 인 고객에게 관심을 갖고 지원을 받아 업무를 가속화했습니다.
현재까지 REL은 대량의 설계 문서를 개발했으며 개별 엔진 구성 요소를 테스트하기 시작했습니다. 제품을 테스트하기 위해 영국과 미국에서 자체 테스트 시설 2 개를 사용합니다.
일부 구성 요소와 개념은 실제로 테스트되었으며 그 잠재력을 입증했습니다. 가까운 시일 내에 테스트 된 모든 구성 요소를 포함한 본격적인 프로토 타입 하이브리드 엔진이 등장 할 것입니다. 스탠드 조건에서 그의 테스트는 2020-21에서 시작됩니다. 실제 항공기에 설치하기에 적합한 엔진의 출현시기는 알려져 있지 않습니다. 이것은 20 대 후반 이전에 일어날 가능성이 높습니다.
하이브리드 디자인
SABER 제품은 대기 및 그 밖의 환경에서 작동하여 필요한 견인력을 개발하고 고속으로 가속해야합니다. 이러한 요구 사항으로 인해 특징적인 기능을 갖춘 특수한 디자인을 사용해야합니다. 터보 제트, 램제트 및 액체 로켓 엔진의 전형적인 요소를 포함합니다. 다른 조합으로 사용하면 다른 비행 단계에 대해 여러 가지 작동 모드를 사용할 수 있습니다.
SABER 엔진에는 단일 하우징에 여러 기본 요소가 포함되어 있습니다. 제품의 머리는 중앙 몸체가있는 정면 공기 흡입구 아래에 있습니다. 후자는 원뿔형 페어링 형태로 만들어지며 엔진 축을 따라 이동하여 시스템으로의 공기 공급을 변경할 수 있습니다. 특정 모드에서는 공기 공급이 완전히 차단됩니다.
흡기 장치 바로 뒤에 들어오는 공기를위한 냉각 시스템이 있습니다. 고속으로 비행 할 때 유입 공기는 1000 ° C 이상으로 예열되어야합니다. 액체 헬륨으로 채워진 수천 개의 얇은 튜브가있는 특수 프리 쿨러는 공기 온도를 1 초 단위로 음의 값으로 낮추어야합니다. 결빙 방지 시스템이 제공됩니다.
엔진의 중심 부분은 소위 코어-들어오는 공기를 연소실로 보내기 전에 압축하도록 설계된 특수 압축기. 이와 관련하여 SABER은 기존 터보 제트 엔진과 유사하지만 연소실 뒤에 다른 터빈과 다른 요소가 없습니다. 압축기는 공기 냉각 시스템에서 에너지를 끌어 오는 터빈에 의해 구동됩니다.
SABER 연소실은 유체 로켓 엔진과 유사합니다. 터보 펌프를 사용하여 작동 모드에 따라 연료 및 산화제-기체 공기 또는 액체 산소를 공급하는 것이 제안됩니다. 두 가지 모드에서 액화 수소가 연료로 사용됩니다.
주 연소실 주위에는 램제트 엔진과 유사한 제 2 챔버가있다. 일부 모드에서 작동하고 엔진의 전체 추력을 높이도록 설계되었습니다. 주 연소실과 마찬가지로 보조 직접 흐름은 수소에서 흐릅니다.
이제 SABER 프로젝트의 목표는 충분히 높은 성능과 제한된 크기의 하이브리드 엔진을 개발하는 것입니다. 완제품은 직렬 Pratt & Whitney F135보다 크지 않아야합니다. 길이는 5,6m, 지름은 1,2m를 넘지 않아야하며, 동시에 다기능 성과 고성능이 보장되어야합니다.
작동 모드에 따라이 옵션 SABER은 최대 M = 25의 속도로 비행을 제공 할 수 있습니다. "공기"모드에서 최대 추력은 로켓 모드-350 kN에서 500 kN에 도달합니다. 주요 장점은 단일 엔진으로 모든 문제를 해결할 수있는 기능입니다.
작동 모드
SABER 엔진은 주로 항공 우주 항공기에서 다양한 등급의 장비에 사용할 수 있습니다. 몇 가지 작동 모드가 있으면 수평 이륙 및 착륙, 대기 비행 및 궤도 진입 가능성이 있습니다.
엔진의 "핵심". 압축기 임펠러 표시
첫 번째 엔진 작동 모드로 인해 대기에서 이륙 및 비행을 수행해야합니다. 이 경우 공기 흡입구가 열려 있고 "코어"는 압축 공기를 연소실로 전달합니다. 높은 초음속으로 가속 한 후 직접 흐름 연소실이 켜집니다. 계산에 따라 두 개의 회로를 사용하면 최대 비행 속도 M = 5,4를 제공합니다.
추가적인 오버 클럭킹을 위해 세 번째 모드가 사용됩니다. 그것에 공기 흡입구가 막히고 액체 산소가 주 연소실에 공급됩니다. 실제로,이 구성에서 SABER은 전통적인 로켓 엔진과 유사합니다. 이 모드는 최대 비행 성능을 제공합니다.
Сферы의 применения
REL의 하이브리드 엔진은 문서 및 개별 장치의 형태로만 존재하지만 해당 응용 프로그램의 범위는 이미 확인되었습니다. 이러한 발전소는 향후 개발의 맥락에서 관심을 가져야한다 항공 그리고 우주 비행을 포함하여 이 두 방향의 교차점에서.
SABER 또는 이와 유사한 제품은 다양한 목적을 위해 유망한 초음속 대기 항공기를 만드는 데 유용합니다. 이러한 기술을 사용하여 운송, 여객 또는 전투 항공기를 만들 수 있습니다.
항공 우주 비행기의 도움으로 하이브리드 엔진의 모든 잠재력을 알 수 있습니다. 이 경우 SABER은 수평 이륙 및 착륙뿐만 아니라 필요한 고도에 대한 액세스를 제공하고 가속 및 궤도 비행을 제공합니다. 하이브리드 엔진이 장착 된 우주선은 작동을 단순화하는 중요한 이점을 가져야합니다.
SABER 개발은 별도의 구성 요소로 구현할 수 있습니다. 따라서 REL은 들어오는 공기를 위해 개발 된 냉각 시스템을 사용하여 기존의 현대화 또는 유망한 터보 제트 엔진을 개발할 수 있다고 생각합니다. 이것으로부터 가장 흥미로운 결과는 고속 항공 분야에서 얻을 수 있습니다.
핵심적으로 SABER 프로젝트는 하이브리드 멀티 모드 엔진을 구축하기위한 핵심 기술 세트를 제공합니다. 이를 기반으로 주어진 특성으로 필요한 치수의 실제 제품을 만들 수 있습니다. 첫 번째 테스트의 경우 중간 크기의 고성능 SABER이 생성됩니다. 고객 측에 관심이있는 경우 특정 요구 사항을 충족하는 새로운 수정 사항이 나타날 수 있습니다.
실습
SABER 프로젝트의 틀에서 첫 번째 연구 및 테스트는 10 년 초에 이루어졌으며 최적의 설계 솔루션을 찾기 위해 고안되었습니다. 현재까지 REL은 프로젝트 개발을 완료했으며 하이브리드 엔진의 개별 구성 요소를 테스트하는 프로세스를 시작했습니다.
몇 주 전에 개발 회사는 공기 냉각 시스템의 벤치 테스트를 발표했습니다. 테스트하는 동안 장치 입구의 공기 속도는 M = 5, 온도-1000 ° C에 도달했습니다. 실험 제품이 성공적으로 작업을 완료했으며 흐름 온도가 급격하고 급격히 감소한 것으로보고되었습니다. 그러나 특정 번호는 호출되지 않았습니다.
다른 엔진 구성 요소에 대한 점검이 이전에보고되었습니다. 이러한 모든 활동이 완료되면 REL은 본격적인 파일럿 엔진 조립을 진행할 수 있습니다. 외관은 2020-21에서 예상됩니다. 그런 다음 실제 개발 전망을 결정할 수있는 결과에 따라 벤치 테스트가 개최됩니다.
Reaction Engines Limited는 새로운 프로젝트를 칭찬하고 미래가 크다고 생각합니다. 그러한 추정이 얼마나 객관적이고 현실에 해당하는지 여부는 완전히 명확하지 않습니다. 이러한 질문에 대한 답변은 필요한 모든 조치를 완료하고 SABER 엔진을 갖춘 실제 항공기를 만든 후 몇 년 만에 주어질 수 있습니다.
- 리아 보프 키릴
- 반응 엔진 회사 / reactionengines.co.uk
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