– أخبار 29 أكتوبر 2019 –
يجب أن يكون محرك SABRE قادرًا على العمل كمحرك نفاث أو محرك نفاث أو محرك صواريخ. لا تزال هناك العديد من التحديات التقنية التي يجب حلها من أجل جعل هذا المحرك يعمل. على وجه الخصوص ، تحتاج إلى مبادل حراري عالي الأداء يمكنه تبريد الهواء الداخل بدرجة حرارة 1000 درجة مئوية في عشرين من الثانية.
تم اختبار مبادل حرارة المحرك SABRE بنجاح في نفق للرياح يقع في ولاية كولورادو. الجهاز الذي صممه Reaction Engine Limited يتحمل بأمان تدفق هواء ساخن إلى Mach 5. فقد برد بما يكفي من الهواء ليتم استخدامه بواسطة محرك SABRE. إنه بالتالي أحد العناصر الأكثر أهمية في مشروع الطائرة الفضائية Skylon الذي أظهر للتو جدواه. لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به قبل رؤية طائرة SSTO تصل إلى مدار الأرض ، لكن الشركة البريطانية تتحرك بوضوح في الاتجاه الصحيح.
لماذا محرك SABRE لديه شكل منحني؟
– أخبار 24 مارس 2019
يمكن أن يكون شكل محرك SABRE مفاجئًا. طوله بالكامل ، لديه ميل إجمالي قدره 14 درجة. في الواقع ، لا يحتاج المفاعل إلى الانحناء. ومع ذلك ، يعد هذا ضروريًا لتشغيل الطائرة الفضائية Skylon التي ستطير بزاوية صغيرة من الحوادث للحفاظ على رفعها. في هذا التكوين ، من الضروري أن تكون مداخل الهواء لمحرك SABRE أمام تدفق الهواء ، في حين يجب أن يكون الدفع الناتج في اتجاه مركز كتلة الطائرة.
وهذا هو السبب في أن مفاعلات Lockheed SR-71 Blackbird تشير إلى الأسفل قليلاً. على علو مرتفع ، كان عليها أيضًا الطيران بزاوية صغيرة من حالات الإصابة. بشكل عام ، يمكننا أيضًا مراقبة هذه الزوايا الصغيرة على الطائرات التجارية. يبدو انحناء محرك SABRE رائعًا للغاية لأنه يجب أن يطير بسرعة عالية جدًا وعلى علو مرتفع جدًا.
بمجرد تطوير المفاعل ، لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به للانتقال من مشروع SABRE إلى الطائرة الفضائية Skylon. تم تصميم الطائرة الفضائية على سبيل المثال لدخول الغلاف الجوي دون بلاط حراري. يهدف شكله إلى تقليل درجات الحرارة على المناطق الساخنة. سيتم تصميم السطح الخارجي لل Skylon في السيراميك خاص. ستحتاج الطائرة الفضائية Skylon إلى مدرج لا يقل عن 5 كيلومترات للهبوط ، والذي ربما يحتاج إلى بناء.
قامت ESA بالتحقق من التصميم الأولي لمحرك SABRE
– أخبار 19 مارس 2019 –
الهدف من الطائرة الفضائية Skylon هو الوصول إلى المدار دون إسقاط أي شيء من الفضاء. لم يتم الانتهاء من هذا النوع من خطة الطيران. هذا من شأنه أن يسهل إلى حد كبير إعادة الاستخدام الكامل للقاذفات المدارية. لتحقيق ذلك ، تريد Skylon استخدام محرك فريد يسمى SABRE.
تم تصميم محرك SABRE لاستخدام جو الأرض عند الإقلاع وخلال بداية صعود الطائرة الفضائية. المحرك يأخذ الأكسجين مباشرة في الغلاف الجوي. ذات مرة على ارتفاع 25 كيلومتراً وعلى مستوى Mach 5،4 ، تميل طائرة الفضاء Skylon على الدبابات الداخلية وتنتهي من رحلتها مثل صاروخ كلاسيكي.
يجب أن يسمح هذا لـ Skylon بحفظ بضعة أطنان من الوقود الدافع وبالتالي جعل إستراتيجية SSTO (أحادية المرحلة إلى المدار) قابلة للتطبيق. ولكن هذا صعب للغاية لتطوير. تحاول Reaction Engines ، الشركة العاملة في SABRE و Skylon ، تطوير هذه التكنولوجيا منذ وقت طويل. الصعوبة الرئيسية هي تصميم مبادل حراري فعال للغاية. يجب أن تكون قادرة على تبريد الهواء الذي يدخل المفاعل عند -150 درجة في جزء من الثانية.
لكن SABRE و Skylon تهمان الكثير من الناس ، بما في ذلك كبار المستثمرين مثل Rolls Royce و Boeing ، الذين ضخوا 38 مليون دولار في Reaction Engines قبل عام. تتابع وكالة الفضاء الأوروبية أيضًا تطوير المحرك عن كثب. قامت وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء البريطانية بالتحقق من صحة التصميم الأولي لسابر.
تحدث مارك فورد ، رئيس قسم الدفع في وكالة الفضاء الأوروبية ، عن حدث رئيسي في تطوير المحرك. تشارك وكالة الفضاء الأوروبية في المشروع منذ عام 2010. وقد ساعدت في تمويل اختبارات المبادلات الحرارية في عام 2012. من خلال التحقق من صحة تصميم المحرك ، تمهد وكالة الفضاء الأوروبية الطريق لبناء أول نموذج لها.
ولكن قبل ذلك ، لا يزال هناك اختباران رئيسيان يجب القيام بهما. في غضون شهر تقريبًا ، سيتم وضع المبادل الحراري في موقع اختبار في الولايات المتحدة. لمحاكاة الظروف التي صودفت في Mach 5 في الغلاف الجوي العلوي ، سوف يبرد 1000 درجة الهواء الوارد في واحد من عشرين من الثانية. لتحقيق ذلك ، يتم عبور المبادل الحراري بآلاف الأنابيب الصغيرة التي توفر سطحًا كبيرًا للتبادل الحراري في كتلة صغيرة جدًا.
سيتم اختبار قلب المفاعل في المملكة المتحدة. هذا هو الجزء المركزي للمحرك ، بدون مبادل حراري وبدون فوهة. خلال سلسلة من الاختبارات المقرر أن تبدأ هذا العام حتى عام 2020 ، سيتعين على قلب المفاعل أن يثبت أنه قادر على التسارع من 0 إلى Mach 5 باستخدام الهواء المحيط فقط.
إذا تمكنت Reaction Engines من تطوير محرك SABRE ، فقد يكون له العديد من التطبيقات. في طائرة فضائية ، يمكن لمحرك SABRE أن يمهد الطريق لسيارة مدارية من قطعة واحدة قابلة لإعادة الاستخدام بالكامل. ربما هذا سوف يقلل كثيرا من تكلفة الوصول إلى الفضاء. ويمكن أيضا أن تستخدم كوسيلة دفع تحت الحوض.
إن امتلاك مفاعل قادر على التعامل مع جميع مراحل الدفع من 0 إلى 5 ماخ يمكن أن يكون ذا أهمية كبيرة للطيران المدني والعسكري. ولكن قبل الوصول إلى هناك ، لا يزال هناك الكثير من العمل. إن تطوير محرك SABRE ليس سوى جزء من المشكلة في تطوير طائرة مدارية يمكن إعادة استخدامها بسهولة.
صورة من متحف العلوم مكتبة الصور في لندن
مصادر
