Silnik hipersoniczny nabiera kształtów

Firma Reaction Engines zdecydowała że jedynym sposobem na udowodnienie że ich pomysł na silnik hybrydowy jest dobry, jest zbudowanie w pełni funkcjonalnego prototypu. Pierwotnie firma miała wielkie plany zbudowania silnika o ciągu 75 ton, ale w końcu zdecydowano że kosztowało by to za dużo pieniędzy i firma buduje 20 tonowy prototyp. Silnik ma być rozmiarów porównywalnych do typowego silnika samolotów wojskowych – np. F135.

Jak wszystko dobrze pójdzie, to testy wymiennika ciepła odbędą się w 2019 roku a całego silnika po 2020 roku. O silniku pisałem wiele razy więc nie będę powtarzał zasady działania. Jednak w świetle niedawnej eksplozji Falcona 9 warto zauważyć że w wymienniku ciepła Sabre są kilometry rureczek w których porusza się gazowy hel z ciśnieniem 3000 psi – dwa razy mniejszym niż ciśnienie helu w Falconie 9. Do tego na jednym końcu wymiennika ciepła temperatura wynosi -150C a na drugim +1000C. W związku z tym wymagania na materiały z jakich zrobiony jest wymiennik ciepła są niesamowite. Do tego dodatkowo sprawę utrudnia system pozbywania się skroplonej wody – na pewnym fragmencie wymiennika ciepła (tam gdzie temperatury mają zakres od kilkunastu stopni poniżej zera do kilku stopni powyżej zera) zamontowany jest system osuszania powietrza – na zimniejszym końcu wtryskiwany jest metanol i porusza się on „pod prąd” zbierając po drodze skroploną wodę a następnie mieszanka wywalana jest za burtę (choć podejrzewam że docelowo będzie jakiś system pozwalający na odparowanie metanolu z wody i ponowne go użycie). W ten sposób silnik osusza powietrze co zabezpiecza przed powstawaniem lodu. Jak pewnie widzicie utrzymanie tego wszystkiego w działaniu będzie niezwykle trudne – trzeba pilnować by pompować wystarczającą ilość odpowiednio schłodzonego helu by z jednej strony temperatura na końcu była -150C a z drugiej strefa w której są warunki do osuszania powietrza wypadała dokładnie tam gdzie jest zamontowany system metanolu. To wszystko przy zmieniającym się przepływie i temperaturze powietrza dolotowego – coraz szybszy lot od zera do MACH 5. Zachodzi także pytanie co z ruszeniem z miejsca, kiedy to nie ma przepływu powietrza? Czyżby początkowo silnik musiał używać ciekłego tlenu zanim w końcu się nie rozpędzi do takiej prędkości żeby móc produkować skroplone powietrze samemu?

Tak, pomysł jest niezwykle ciekawy – każdy kilogram wyprodukowanego w ten sposób skroplonego powietrza to 200 g ciekłego tlenu który nie trzeba zabrać ze sobą. Jednak w zamian trzeba zabrać ze sobą całe to ciężkie żelastwo i nie ma jak się go pozbyć jak już stanie się nieprzydatne (powyżej MACH 5) i musimy używać ciekłego tlenu w zamian. Dlatego jestem sceptykiem jeżeli chodzi o użycie Sabre do lotów w kosmos. Jednak jako silnik napędowy do jakichś hipersonicznych pocisków dużego zasięgu, Sabre ma potencjał. Oczywiście zakładając że zapominamy o komplikacjach związanych z ciekłym wodorem jako paliwem. Dlatego myślę że zastosowania tego silnika będą bardzo ograniczone a może się okazać że po prostu nie ma on sensu.

Marek Cyzio Opublikowane przez: