Полеты в космос станут дешевле

Американские инженеры спроектировали "турборакету", сочетающую в себе лучшие черты ракеты и реактивного самолета, чтобы летать быстрее и выше всех. Конструкторы объединили в единую конструкцию камеру сгорания, турбонасосный агрегат и сопло, характерные для жидкостных ракетных двигателей.

Турборакета сделает полёты в космос дешевле

C тех пор, как сверхзвуковые пассажирские самолеты "Конкорд" вывели из эксплуатации, полеты скоростях, превышающих звук так и остались недосягаемыми для простых пассажиров. В то время как SpaceX и Blue Origin демонстрируют возможности многоразовых двигателей, вывести хотя бы что-то на орбиту - по-прежнему трудоемкая и дорогостоящая задача.

Все может измениться благодаря группе инженеров из Хантсвилля (штат Алабама). Под руководством конструктора Джона Боссарда из BSRD LLC, команда собрала и испытала модель "турборакетного" двигателя.

Инженеры соединили воедино камеру сгорания, турбонасосный агрегат и сопло, которые в основном используются для жидкостных ракетных двигателей. По словам Джона Боссарда, такая установка более проста и компактна. Она идеально подходит для двигателей комбинированного цикла, способных переключаться между несколькими режимами работы.

Комбинированный цикл Боссарда, включающий в себя воздушно-реактивный и ракетный двигатели, называется RTR. Эта простая конструкция позволит самолету взлетать на турбореактивном двигателе, а в полете переключаться в режим ракеты и лететь быстрее. Такой самолет сможет даже выходить из атмосферы.

""Простой" также означает "легкий", и мы полагаем, что у RTR отличное соотношение тяги и веса," – комментирует разработку Джон Боссард.

В собранном и испытанном прототипе турборакеты горючее и окислитель подаются во вращающуюся цилиндрическую камеру сгорания, где компоненты воспламеняются. Выхлопные газы выходят через пару сопел под небольшим углом к оси вращения – они толкают двигатель и запускают движение в камере сгорания. Полученная центробежная сила закачивает топливо и окислитель в камеру при более высоком давлении, выполняя функцию турбонасоса обычной конструкции.

По словам Боссарда, удаление некоторых деталей стандартного ракетного двигателя позволит скомбинировать два режима работы без необходимости изменений в конструкции турбореактивного двигателя. Оба режима смогут работать на одном топливе, что значительно сокращает нагрузку: в противном случае понадобилось бы несколько дополнительных топливных баков. Однако для переключения двигателя в режим ракеты все еще нужен отдельный бак окислителя.

Помимо отдельной турборакеты, команда Боссарда успешно собрала систему из двух типов двигателей и испытала её в обоих режимах. На этот проект Боссард уже потратил $1 млн из собственного бюджета. Ему понадобится еще $2,5 млн на совершенствование конструкции, увеличение тяги и испытания двигателей. Боссард планирует организовать массовое производство RTR.

"Двигатель очень мал, вы сможете удержать его в одной руке," - утверждает Боссард.

По его мнению, мелкосерийные RTR подходят для скоростных беспилотников, предназначенных для высокого полета.

Использование RTR может стать следующим шагом в разработке многоразовых ракет, считает консультант по инженерно-техническим вопросам Newspace Джон Бергманс. По его мнению, SpaceX и BlueOrigin, с их попытками вернуть ракеты на Землю целыми и невредимыми, делают лишь первые, хотя и очень важные шаги в сторону доступности космических полетов.

"В краткосрочной перспективе, такой подход обеспечит конкурентное преимущество фирмам, которые могут освоить эту технику. Тем не менее, это преимущество сойдет на нет, как только этот метод станет базовым для промышленности. Думаю, сейчас самое время, чтобы заложить основу для следующего шага к изменению стоимости запуска", - говорит Джон Бергманс.

Боссард утверждает: его команда делает все возможное, чтобы человечество освоило космос. Что ж, высокоскоростной воздушный транспорт будущим покорителям космоса, определенно, пригодится.

Оригинал статьи

Фото: pop.h-cdn.co

Комментарии