Обзор космолета Skylon или приключение британцев на пути в космос

в 16:31, , рубрики: космонавт, МКС, технологии, физика, метки: , ,

В последнее время Великобритания начала активно проявлять свой интерес к космической индустрии основательно закрепится в Клубе космических держав.

Давным давно...

Британия имела свой ракетоноситель Блэк Эрроу (англ. Black Arrow — Чёрная стрела) с помощью которого был выведен на орбиту английский искусственный спутник Земли «Просперо». Данный запуск для Великобритании стал единственным «полностью национальным», выполненным без посторонней помощи в 28 октябре 1971 года.
image
Ракета использовала уникальную топливную пару, не применявшуюся больше ни на одной из космических ракет-носителей — окислителем служила 85 % пероксид водорода, а горючим — керосин. Пероксид водорода применяется на других ракетах, только как вспомогательный компонент, для привода турбонасосного агрегата. Третья ступень ракеты была твердотопливной и стабилизировалась вращением.
Ну вот с тех времен не что все притихло.

Национальная стратегия развития промышленности предполагает, что в ближайшие десятилетия Великобритания попадет «в топ-10 космических государств». В этом должно им помочь новый концептуальный проект Skylon.

image

Skylon (рус. Скайлон) – это название перспективного проекта, представленного компанией Reaction Engines Limited. По оценкам некоторых экспертов, космолет сможет уменьшить стоимость выведения на орбиту грузов примерно в 15-20 раз. Планируется, что создание Скайлона поможет сделать дешевый вывод на орбиту грузов массой до 12-15 тонн. При этом конструкция данного космолета такова, что он не имеет никаких отделяемых ступеней, а взлет и посадка происходят в самолетном режиме, что существенным образом упрощает эксплуатацию космолета.
image

В последние годы компания активно занималась поиском необходимого для развития проекта финансирования, и, похоже, нашла его. 17 июля 2013 года правительство Великобритании объявило о своих планах по инвестированию денежных средств в развитие нового воздушно-реактивного ракетного двигателя SABRE. На эти цели планируется выделить без малого 60 миллионов фунтов стерлингов (около 91 миллиона долларов). Благодаря этому самый смелый и амбициозный космический проект последних 10 лет получил деньги на дальнейшие работы и признание. В случае успешных работ по созданию инновационной силовой установки SABRE, которая представляет собой гиперзвуковой комбинированный воздушно-реактивный двигатель и является, по сути, сердцем космолета, летные испытания Skylon могут начаться уже в конце этого десятилетия.

О финансах

Ежегодный объем доходов от космической индустрии в Великобритании составляет более $8 млрд с которых она может отстегнуть на на разработку такого амбициозного проекта.
При этом показатели постоянно растут: прирост прибыли достигает до 9% в год. Специалисты отмечают, что создание новых спутников — один из секторов экономики, который может помочь Великобритании оправится от финансового кризиса. Сейчас космическая промышленность страны ориентирована на малые спутники, телекоммуникации и создание робототехники, в том время как в мире начинают переходить на другие приоритетные отрасли, например, определение прогнозов погоды и развитие системы глобального позиционирования (GPS). В том числе и для этих целей в Великобритании будет создан Международный центр космических инноваций (International Space Innovation Centre — ISIC) со штаб-квартирой в Харуэлле в графстве Оксфордшир.
image

О компании.

Вот касательно компании которая будет заниматся Skylon — Reaction Engines Ltd.
('REL') была основана в 1989 Аланом Бондом и двумя инженерами из Rolls-Royce: Джоном Скоттом и Ричардо Варилом.
Алан Бонд начал работу над ракетными двигателями в 1982 году с целью преодоления неудолитворительных характеристик существующих ракетных двигателей, основная проблема была — расход ракет-носителей.
image

Пару слов о самом аппарате.

Так вот космолёт Skylon после подъема в воздух с ВПП будет работать как обычный самолет, используя аэродинавическое качество несущих поверхностей, а установленная силовая установка SABRE работает как гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель.
В это время забортный воздух под очень высоким давлением доставляется в камеру сгорания, в которой в качестве горючего применяется водород. В данном режиме двигатель работает до тех пор, пока космолет не разгонится до скорости в 5М, а высота полета не достигнет 25 км. После этого силовая установка переходит на работу в ракетном режиме, используя окислитель в виде жидкого кислорода.

Описанный выше принцип позволяет существенно сократить количество окислителя на борту; это же избавляет космолет от необходимости сброса отработанных ступеней. Но при этом остается еще одна проблема: при работе двигателя в ГПВРД-режиме воздух, который подается в камеру сгорания, должен быть сжат до 140 атмосфер. Что в свою очередь чревато таким увеличением температуры процесса, что любой из известных земных материалов не сможет справиться с данной температурой и просто расплавится.И здесь в дело вступает инновационная разработка Reaction Engines — система предварительного охлаждения, позволяющая «сбросить» температуру поступающего атмосферного воздуха с 1 000 ˚C до –150 ˚C за 0,01 с! В камере предварительного охлаждения задействована двухступенчатая схема «газообразный гелий — жидкий азот».
Около года назад Reaction Engines отрапортовала об успешных наземных испытаниях предварительного охладителя.

Расмострим сам планер Skylon.


image

Самолет имеет основные несущие крылья, при этом отсутвет хвостовое оперение, а вместо него используется принцип управления “утка”.
Фюзеляж из Skylon как ожидается, будет с углеродного волокна, которое является легкой и прочной структурой поддерживаеющей вес алюминиевых топливных баков
Предлагаемая в настоящее время Skylon модель С2 будет физически большим аппаратом, с длиной 82 метров (269 футов) и диаметром 6,3 метров (21 футов).
Так как он будет использовать топливо низкой плотности жидкий водорода, большой объем необходим, чтобы содержать достаточное количество, чтобы выйти на орбиту. ЛА имеет преимущество при входа в атмосферу по сравнению с другими пилотируемыми аппаратами из-за низкого баллистического коэффициента. Из-за этого, Скайлон может быть замедлен на больших высотах, где воздух разреженный. В результате температура обшивки транспортного средства будет достигать все лишь 1100 Кельвина (К), отличии от Space Shuttle, где нагрев достигал 2000 K. На его передней кромки применялся чрезвычайно термостойкий но хрупкий кремнезем для тепловой система защиты. По этому дизайн Skylon не требует такой системы.Однако из-за турбулентного обтекания крыльев при возвращении, некоторые части Skylon должны быть активно охлаждены.
Skylon будет использовать выдвижным шасси с высоким давлением шин и системой торможения с водяным охлаждением. Чтобы сохранить вес, а также внутреннее пространство, колеса будет убирается в фюзеляж. Так как эти опоры распределяют вес самолета и гасят силу при посадке на меньшей площади контакта (из-за особенностей конструкции) на взлетно-посадочной полосе, это потребует специально разработанные ВПП, которые имеют повышенную прочность. Транспортное средство предполагается быть полностью многоразовым (в 200 раз и более запусков).

Конструкция Skylon C2 имеет большой цилиндрический отсек полезной нагрузки, 13 м (42 футов 8 дюймов) в длину и 4,8 метра (15 футов 9 дюймов) в диаметре. Он разработан в соответствии с текущими размерами полезной нагрузки.

В определенной экваториальной орбите, Skylon может доставить 15 тонн (33069 фунтов) до 300 км (186 миль) высоты или 11 тонн (24251 фунтов), на 800 км (497 миль) над уровнем моря. Использование сменных контейнеров полезной нагрузки, Skylon может быть установлен для выведения спутников или специализированные жилые модули, (до 30 астронавтов) за один запуск.
image

В заключение.

При самом идеально развитии ситуации Reaction Engines рассчитывает уже в 2020-х годах приступить испытаниям первого построенного космолета Skylon, который теоретически получит все шансы стать революцией всей космической отрасли. В будущем английские инженеры рассчитывают использовать Skylon в роли транспортного корабля, который мог бы доставлять астронавтов и грузы на МКС. «Доступ в космос сегодня невероятно дорог, но нет никаких законов физики, которые говорят о том, что так должно быть и в будущем. Мы прекрасно понимаем, что сейчас все это немного напоминает научную фантастику, но при этом твердо уверены в том, что Skylon сможет доказать миру обратное, сделав путешествия в космос достаточно доступными для всех желающих», – отметил Ричард Уорвилл, являющийся техническим директором Reaction Engines.

Список источников

image

ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%BB%D1%8D%D0%BA_%D1%8D%D1%80%D1%80%D0%BE%D1%83
www.gazeta.ru/social/2010/03/24/3342390.shtml
compulenta.computerra.ru/universe/explore/10007967/
www.reactionengines.co.uk/index.html оф сайт
timerobots.ru/space/341-kosmicheskij-samolet-skylon.html
topwar.ru/31685-skylon.html
noos.com.ua/ru/post/3100
афффтар ____ vk.com/id32502204 ____

Автор: AlexsandrBabenko

Источник

Поделиться

* - обязательные к заполнению поля