Skylon je realitě o krok blíž  
Sny o letadle, které by dokázalo cestovat do kosmu, jsou již opravdu staré. V průběhu druhé světové války přišel raketový inženýr s českými kořeny Eugen Sänger s myšlenkou kosmického bombardéru Silbervogel (Stříbrný pták), ten se však nikdy nepřesunul z rýsovacích prken do reality. Tam by se však mohl konečně posunout koncept letadla Skylon, který by díky svému unikátnímu pohonu měl být schopen létat do kosmu. Tento, prozatím nepilotovaný letoun, bude schopen dosáhnout oběžné dráhy bez jakýchkoliv přídavných motorů.

Motor Sabre
Motor Sabre

Skylon je tedy v podstatě jednostupňový systém (Single Stage To Orbit, SSTO), který se v dosavadní historii kosmonautiky zatím nepovedlo realizovat. To by se ale mohlo změnit, protože vývojový program prvního raketového motoru na světě, který pracuje na náporové technologii a kyslík čerpá z okolní atmosféry, učinil další významný krok kupředu. Což otevřelo cestu k sérii hlavních testů, které budou probíhat v následujících 18 měsících. Evropská kosmická agentura ESA spolu s britskou vesmírnou agenturou (UKSA) nedávno přezkoumala předběžný návrh jádra demonstrátoru motorů Synergetic Air-Breathing Rocket Engine (SABRE). Jeho část se spalovací komorou lze vidět v úvodním obrázku. Jádro motoru společnost Reaction Engines použije k provedení důležitých pozemních testů na zkušební základně v Británii (Westcott, Buckinghamshire), která je v současné době ještě ve výstavbě. Její dokončení se však blíží.

 

Pozitivní závěr našeho předběžného přezkumu představuje významný mezník ve vývoji SABRE…“ Prozradil Mark Ford, který je součástí sekce agentury ESA a dodává:Potvrzuje to, že zkušební verze této nové revoluční třídy motorů je připravena k implementaci.“

Agentura ESA prostřednictvím britské kosmické agentury investovala do projektu 10 milionů euro, které šly na vývoj unikátního motoru SABRE. Sama britská agentura investovala již asi 50 milionů liber. V posledních čtyřech letech společnost Reaction Engines získala více než 100 milionů liber z veřejných a soukromých zdrojů a investice zajišťují i velikáni jako BAE Systems, Rolls-Royce nebo Boeing.

 

V roce 2019 bude v Británii dokončena moderní základna na další testovaní modulárního motoru SABRE. První testovací lety se očekávají v roce 2025. Obrázek: popis a úprava autor. Kredit: Reaction Engines
V roce 2019 bude v Británii dokončena moderní základna na další testovaní modulárního motoru SABRE. První testovací lety se očekávají v roce 2025. Obrázek: popis a úprava autor. Kredit: Reaction Engines

ESA také vykonává úlohu technického dozoru jménem společnosti UKSA. Angažovanost Evropské agentury do projektu přitom začala už v roce 2010 nezávislým přezkumem životaschopnosti motoru SABRE a otevřela tím cestu investicím do projektu vládě Spojeného království. V roce 2012 pak agentura ESA spolupracovala na testování základu klíčové části reaktivního motoru SABRE – předchladiče (precooler). Jelikož všechny náporové motory pracují s velkými tlaky a teplotami, je nutné vybavit motor speciálním blokem, kterému se říká precooler. Jeho úkolem je chladit plyny, aby nepoškodily stěny motoru. Zkoušky dopadly dobře a následovaly tedy další testy, po kterých přišlo na řadu  základní jádro motoru. Testovalo se zatím bez předchladiče a jiných dílů. Jádro spolu se spalovací komorou a ostatními částmi zkoušky teprve čekají po roce 2020. Nadcházející testy by už měly plně reprezentovat termodynamický cyklus budoucího motoru SABRE.

 

Popis unikátního motoru SABRE, který má za sebou již neuvěřitelných 30 let vývoje. Obrázek: popis a úprava autor. Kredit: Reaction Engines.
Popis unikátního motoru SABRE, který má za sebou již neuvěřitelných 30 let vývoje. Obrázek: popis a úprava autor. Kredit: Reaction Engines.

Testování základního demonstrátoru bude prováděno na vyhrazeném zkušebním zařízení, které je v současné době budováno ve Westcott Venture Parku v Buckinghamshire, což je historicky významné místo. Byly zde totiž už v minulosti testovány zajímavé motory pro rakety Blue Streak a Black Arrow. Chris Castelli, ředitel programů britské kosmické agentury k tomu řekl: Spojené království má bohaté dědictví v oblasti aerokosmonautiky, koneckonců je domovem a místem zrodu proudového motoru a má v tomto oboru světově proslulé dovednosti a odborné znalosti. Toto je tedy další vzrušující mezník ve vývoji reaktivního motoru SABRE, který by mohl revolucionizovat jak přístup do vesmíru, tak mezinárodní cestování tím, že dokáže pohánět letadlo schopné létat až pětinásobkem rychlosti zvuku. Moderní průmyslová strategie naší vlády staví Spojené království do čela průkopnických technologií v oblasti letectví a kosmonautiky a zaručuje, že se nám bude dařit v nastupujícím věku komerční éry. Naše investice 60 milionů liber do motoru SABRE je skvělým příkladem toho, jak podporujeme podniky zítřka“.

 

 

Parametry motoru SABRE
Režim sání vzduchu:
Rychlost: Mach 5.4
Čistý tah (max): 350 kN
Hmotnostní průtok vzduchu: 125kg/s
Specifický impuls: 28,000 N s /kg (Navržen pro Mach 5)
Raketový režim:
Rychlost: Mach 25
Čistý tah: 500 kN
Specifický impuls ve vakuu: 4,500 N s /kg
Parametry motoru SABRE

Režim sání vzduchu:
Rychlost: Mach 5.4
Čistý tah (max): 350 kN
Hmotnostní průtok vzduchu: 125kg/s
Specifický impuls: 28,000 N s /kg (Navržen pro Mach 5)

Raketový režim:
Rychlost: Mach 25
Čistý tah: 500 kN
Specifický impuls ve vakuu: 4,500 N s /kg

 

Že jde o velkou věc, potvrdil také Shaun Driscoll, programový ředitel společnosti Reaction Engines, když řekl: Společnost Reaction Engines  má s agenturou ESA velmi příznivý vztah a jsme velmi potěšeni tímto dalším pozitivním závěrem a potvrzením správnosti konstrukce motoru SABRE. Tento krok otevírá dveře k některým vzrušujícím zkušebním milníkům, které budeme podnikat v příštích 18 měsících a posouvá nás blíže k demonstraci prvního motoru SABRE, jedinečné třídy leteckých motorů, který bude znamenat revoluci ve způsobu, jakým dnes cestujeme po celém světě, a umožní snadný přístup do kosmu“.

Jednou z největších výhod celého konceptu pohonu SABER je, že je modulární, a to jak z hlediska designu, tak z hlediska následného provozu…“ vysvětluje Richard Varvill, technologický ředitel společnosti Reaction Engines. Proto je možné podrobit každou z klíčových součástí našeho motoru důkladným pozemním zkouškám, které plně napodobují provozní podmínky, kterým bude motor čelit ve výšce okolo 25 km“.

 

Pokud se motor SABRE opravdu podaří úspěšně zprovoznit, tak nás čeká opravdová revoluce, která tu již dlouho nebyla a svým významem by mohla předběhnout i úspěchy soukromé společnosti SpaceX. Opětovně použitelné Hypersonické letadlo Skylon se schopností letů do kosmického prostoru, je v současnosti jednoznačně nejambicióznějším projektem  v oboru letectví a kosmonautiky starého kontinentu. Na pohonu pro tento druh letounu se přitom pracuje již neuvěřitelných 30 let a ještě nějakou dobu potrvá, než se dočkáme skutečného nasazení do provozu. Podle společnosti Reaction Engines se předpokládá, že do konce roku 2020 bude k dispozici funkční prototyp jádra se spalovací komorou. Po testech dojde k integraci a pokud se nic nepokazí, tak první zkušební lety by se mohly odehrát někdy okolo roku 2025. Zda tento vývoj nakonec povede až ke kosmické lodi Skylon není jisté. Zatím se alespoň můžeme podívat na hrubou animaci toho, jak by to asi mohlo vypadat.

 

 

Zdroje informací:

https://www.re.int/Our_Activities/Space_Engineering_Technology
https://www.reactionengines.co.uk/

Zdroje obrázků:
http://www.esa.int/var/esa.jpgactionengines.co.uk/news/esa-completes
http://www.esa

Napsáno pro Kosmonautix a Osel.cz

Datum: 19.03.2019
Tisk článku

Evolvendi anthropologicae - Hanovská Lenka, Horský Jan, Hroníková Linda, kolektiv
 
 
cena původní: 290 Kč
cena: 244 Kč
Evolvendi anthropologicae
Hanovská Lenka, Horský Jan, Hroníková Linda, kolektiv
Související články:

Nahradí SABRE tryskové motory?     Autor: Jan Bílek (09.12.2012)
Budeme létat do vesmíru s plazmovými tryskovými motory?     Autor: Stanislav Mihulka (21.05.2017)
Společnost ARCA postavila revoluční raketový motor typu aerospike     Autor: Stanislav Mihulka (28.09.2017)
Zkušební raketa Callisto pomalu, ale jistě ožívá     Autor: Karel Zvoník (14.01.2019)



Diskuze:

Kde dělám chybu?

Josef Hrncirik,2019-04-16 22:06:59

Tah jako raketa 50 t, tah jako tryskáč max 35 t.
Rychlost cca M5,5 je oproti potřebné 7,8 km/s energeticky zanedbatelná.
Precooler prý 1t váhy nemluvě o motoru a křídle.
Aby to příliš dlouho nepadalo, bude to stoupat od zanedbatelných cca 28 km dejme tomu 3g zrychlením. potřebuje to získat určitě ještě cca 7,8 - 1,6 km/s = 6,2 km/s.
při 3g tedy to bude padat ještě cca 207 s a vlastně to potřebuje raketově získat cca 8,2 km/s (2 km/s ztratí vlečením se pouhými 3g).
specifický impulz 4500 N.s pro dosažení 8,2 km/s požaduje ln(zač/orbit) = 8200/4500 = 1,82; odtud zač/orbit = 6,2 t/t; při tahu 50t to žere cca 500000/4500 = 111 kg/s a při 200 s chodu je spotřeba 22,2 t; (palivo + konec)/konec = (22,2 + konec)/konec = 6,2;
orbit = tedy 22/5,2 = 4,3 t = 1 t preecooler + motor + křídlo + zátěž + palivo na brždění k sestupu a pro tryskáč.
Ale to by musel být povrch pokryt Si destičkami a z čeho preecooler? a jaká zátěž? ? 0

Odpovědět


Ani ta křídlatá raketa neudělá díru do světa

Josef Hrncirik,2019-04-17 13:39:00

Při startu u Země udávají tah 200 kN, ve výšce 28 km 350 kN. Specifický impulz je udáván 28 kN.s/kg H2 v proudovém motoru.
Pokud bilancuji stroj s hmotností 22 t nese/1 motor (viz funkce jako raketa) pak kinetická energie v 28 km při M5,5 a 22 t = 30 GJ. Překonávání odporu vzduchu při klouzavém stoupání vlastně znamená, že je spotřeba energie minimálně 2x větší než pouhá změna potenciální energie 22000*10*28000 = 6,6 GJ; *2 = 13,2 GJ; Do startu letu v 28 km se spotřebuje cca 43 GJ. Při tahu 350 kN to odpovídá formální dráze 134 km. Na tah 350 kN je zapotřebí 350/28 = 12,5 kg H2/s; Formálně cca 134 km/1,65 km/s to bude trvat cca 81 s a bude spotřebováno cca 1015 kg H2, tj. cca 14,3 m3 kapalného.
Tvrdí, že to bude vhodné pro globální dopravu, řekněme až na 20 000 km. Na potřebnou práci trvající cca 20000 km/1,65 km/s = 12100 s bude zapotřebí 12100*12.5 = 151500kg H2 = 151 t = 2133 m3 kapalného H2. To je již velmi daleko nad očekávanými možnými 20 t.
I kdyby to mělo nést jen 100 Mt TNT, vehikl s 20 t H2 doletí jen cca 20/151)*20000 km = 2 650 km.
Vždyť to nedoletí ani z Londýna do Moskvy!

Odpovědět


Ani ten Brexit nejsou schopni realizovat!

Josef Hrncirik,2019-04-17 13:41:18

Odpovědět


Bez nacistických vědců to nefunguje!

Josef Hrncirik,2019-04-17 15:33:08

Odpovědět

Obávám se,

Roman Dubravský,2019-03-25 14:03:34

že něčemu takovému nedovolí nikde startovat kvůli hluku.

Odpovědět


Re: Obávám se,

Karel Zvoník,2019-03-26 12:54:27

Tyto problémy měl Concorde. V tomto případě však nepůjde o běžné letadlo a proto bude i provoz minimálně v počátku jiný. Podobně to mají i raketové nosiče.

Odpovědět

Parametry motoru

Karel Zvoník,2019-03-19 12:44:42

Vcházel jsem z dat uvedených výrobcem. Uvedeno zde: https://www.reactionengines.co.uk/sabre

Odpovědět


Re: Parametry motoru

Milan Krnic,2019-03-19 17:49:08

Děkuji za článek!
Uvidíme, kde budou v roce 25 soukromé společnosti, když nyní rozšiřují spolupráci s NASA, kterážto má, k mé radosti i překvapení, nebývalou podporu prezidenta Trumpa.
Ve zkratce: Strong Budget Support for Moon to Mars Effort on This Week @NASA – March 15, 2019
https://www.youtube.com/watch?v=fiMMeteLRek
Potažmo pak v současnosti nejvíce pokroková Čína.

Odpovědět


Re: Re: Parametry motoru

Josef W,2019-03-21 08:15:24

Taky jsem zvědavý. I tenhle raketonárový motor by byl skvělý. Rád bych ho viděl v provozu, jen se obávám, že provozu se nedožiju.

Ale reaguji na tu pokrokovost Číny. Snaží se o prestiž, je to mohutně finančně podporovaný stranický a armádní zájem, tak samozřejmě nese výsledky. Prostě bych bych v tom neviděl jen "pokrokovost". Zatím dohánějí to, co někdejší kosmické velmoci už mají dávno za sebou.

Odpovědět


Re: Re: Parametry motoru

Karel Zvoník,2019-03-21 11:47:22

Čína zatím dohání technologický náskok. Nutno dodat, že doslova "pekelným" tempem. Je vidět, že kosmický průmysl je v Číně jednou z priorit. Trochu se obávám o budoucnost ruské kosmonautiky. Ta je opravdu na rozcestí...

Odpovědět


Už měli bezodkladně vyletět

Josef Hrncirik,2019-03-19 21:53:36

z obr.3 vidno sání vzduchu 125 kg/s; umožní spalovat jen 3,44 kg H2/s což dá 400 MW tepla z hoření. Toto teplo musí zůstat ve spalinách, aby expandovaly a tvořily tah. Uvádí spec. impulz ramu 28 kN.s/kg H2. Potom je tah ramu jen 3,4.28 = 96 kN což je asi smutná skutečnost. Teoretická energie spalování 400 MW by sice při M5 mohla hypoteticky poskytnout tah 400 MW/1650 = 242 kN, čemuž se nelze ani z poloviny přiblížit.
Jejich účinnost tahu ramu je tedy snad 96/242 = 40%
Kde vzali nutnost chladit 400 MW ví ALLAH. Navrhované chlazení oněch 125 kg sání/s při ochlazení z navržených 1000°C na -70°C požaduje sice jen cca 143 MW, ale čemu to teplo předají? Stlačenému nebo okolnímu vzduchu určitě ne.
Budou svítit?
Vypařování 3,44 kg H2/s odebere výparným teplem jen 0,454 MJ/kg.3,44 = 1,56 MW.
Protože H2 je molově 10x méně něž sání, i kdyby se ohřál až na oněch 1000°C odebere po vypaření jen desetinu tepla co přineslo ochlazování vzduchu, tj. cca 14 MW; sumárně řekněme cca 16 MW.

Odpovědět


Re: Už měli bezodkladně vyletět

Josef Hrncirik,2019-03-20 08:01:23

3,44 kg H2/s je dobře. je to ale nikoliv 1/10 molů vzduchu ale 4x více. Pak by H2 pojal sice max 59 MW při chlazení vzduchu, ale určitě ne 400 jak páší.
Zastavením vzduchu M5 u stěn se to ohřeje max o cca 1400°C. S keramikou či Mo a Ta by asi problémy nebyly a čarování s výměníkem by nemuselo být.

Odpovědět

Parametry motoru

Vít Výmola,2019-03-19 12:32:39

Parametry motoru se patrně vztahují na nějaký testovací prototyp. Zde evedené hodnoty tahu jsou velice nízké a těžko by takové motory mohly pohánět Skylon se vzletovou hmotností nad 300t. Jiné zdroje (např. i wiki) uvádí 1960kN v režimu sání a 2940kN v raketovém režimu, při Isp 3600s, resp. 460s.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace