Новый гиперзвуковой летательный аппарат ScramSpace, имеющий реактивный двигатель инновационной конструкции, который позволит аппарату летать на скорости, превышающей в восемь раз скорость звука, был доставлен в Норвегию для начала проведения его летных испытаний. Разработанный и изготовленный специалистами университета Квинсленда (University of Queensland, UQ), Брисбен, Австралия, летательный аппарат ScramSpace будет запущен с помощью ракеты и совершит полет в пределах Северного Полярного Круга со скоростью, позволяющей добраться из Лондона в Австралию всего за два часа. Испытательный полет аппарата ScramSpace проводится в рамках проекта по разработке технологий гиперзвуковых полетов, которые смогут использоваться для доставки грузов на околоземную орбиту по более низкой стоимости, чем это возможно с использованием современных традиционных способов.
Летательный аппарат ScramSpace является плодом трехлетних усилий международной исследовательской группы, в которой принимают участие члены из тринадцати различных организаций, возглавляемой профессором Расселом Бойсе (Russell Boyce). Бюджет этой программы, который обеспечивается пятью спонсорами и который составляет около 13.7 миллионов долларов, является весьма маленьким по сравнению с бюджетами в сотни миллионов долларов, которые выделяются на реализацию американских программ гиперзвуковых полетов. Но, несмотря на это, в реализации проекта ScramSpace уже удалось добиться немалых успехов благодаря энтузиазму исследователей и использованию опыта, полученного в течение двух десятилетий исследований технологий и новых материалов для обеспечения полетов на гиперзвуковых скоростях.
«Сердцем» летательного аппарата ScramSpace, длина которого составляет 1.8 метра, является уникальный реактивный двигатель. Обычные турбореактивные двигатели, используемые в пассажирских и военных самолетах, являются весьма сложными агрегатами, имеющими множество движущихся, вращающихся частей и лопаток, которые сжимают поступающий воздух до высокого давления, что обеспечивает эффективное сгорание топлива. Однако, если летательный аппарат движется с большой скоростью, то в дополнительном сжатии воздуха нет необходимости, потока воздуха в этом случае достаточно для сжигания топлива. И именно это используется в прямоточных реактивных двигателях, которые представляют собой полые трубы, в которых отсутствуют движущиеся части. Топливо впрыскивается прямо в камеру сгорания двигателя и сжигается достаточно простым, с первого взгляда, методом, за которым кроются сложные физические процессы.
В турбореактивных двигателях и в прямоточных воздушно-реактивных двигателях сжатый воздух перемещается внутри двигателя на дозвуковых скоростях. Но в прямоточном двигателе воздух перемещается сам на сверхзвуковых скоростях в любой части двигателя. Это означает, что обычный реактивный двигатель и прямоточный воздушно-реактивный двигатель могут работать как на дозвуковых и сверхзвуковых скоростях полета, а прямоточный двигатель может работать только на гиперзвуковой скорости.
В аппарате ScramSpace использован двигатель, являющийся чем-то средним между прямоточным воздушно-реактивным двигателем и прямоточным двигателем. Топливо, водород, в этом двигателе накачивается не прямо в камеру сгорания, а через специальное отверстие, что дает топливу время качественно смешаться с поступающим на сверхзвуковой скорости воздухом. В этом двигателе отсутствует система поджига топливо-воздушной смеси, в камере сгорания искусственно созданы области, где создается высокое давления, поднимающее температуру смеси выше точки самовозгорания.
В промежутке между 15 и 21 сентября 2013 года, когда позволят погодные условия, аппарат ScramSpace будет запущен в космос на высоту 320 километров с помощью двухступенчатой ракеты-носителя, которая стартует с площадки Andoya Rocket Range, располагающейся 300 километров севернее границы Полярного круга. После отделения аппарата ScramSpace от ракеты с помощью маленьких газовых двигателей он будет нацелен строго вниз с высокой точностью. Сила земного притяжения разгонит аппарат до скорости Mach 8 (5290 узлов, 8600 км/ч, 6090 миль в час) и на высоте от 32 до 27 километров произойдет включение реактивного двигателя, в ходе которого на землю будут переданы все данные, касающиеся полета, процесса воспламенения и горения топлива. Спустя три секунды после включения двигателей аппарат ScramSpace упадет на огромной скорости в воды Северного моря.
В ходе столь короткого полета исследователи собираются получить массу информации о физических процессах, происходящих на гиперзвуковых скоростях, об эффективности сгорании топлива и о множестве других параметров, которые впоследствии позволят разработать конструкцию нового гиперзвукового летательного аппарата, который станет средством недорогой доставки грузов на околоземную орбиту.
Источник:
