Технологии будущего или новая эра авиаперевозок с Reaction Engines

Но прежде чем подробнее рассказать о лайнере и его необычных движках, нужно вернуться немного в прошлое. Началось все еще в 1950-1960-х годах, когда американские инженеры подумали, что трудности создания гиперзвукового аэрокосмического самолёта во многом обусловлены огромным весом окислителя, который он вынужден таскать на борту (предполагалась пара жидкий кислород и жидкий водород, из которых кислород намного тяжелее).
Было очень заманчиво использовать (при полёте в атмосфере) атмосферный же воздух, но тогда выходило, что нужно было иметь два, а то и три разных типа двигателя на машине - турбореактивный для начала полёта, реактивный прямоточный для разгона и ракетный для космоса. Это и сложно, и ненадёжно, и масса машины получается слишком велика. Так и придумали: надо оставить только один ракетный движок, но его кислородный бак пополнять из атмосферы, захватывая и сжижая воздух на ходу за счёт холода, запасённого в жидком водороде (топливе). Вернее - сжиженный воздух надо было тут же разделять на компоненты и кислород направлять прямо в двигатель.

В космосе движок питался бы от небольшого кислородного бака, весящего в разы меньше традиционного. Так возникла концепция LACE ( двигатель с циклом на жидком воздухе). И вот в 1982 году британский инженер Алан Бонд придумал вариацию системы LACE и совместно с инженерами из компании Rolls-Royce объединился над разработкой проекта аэрокосмической системы названной позже HOTOL - Horizontal Take-Off and Landing (Горизонтальный взлёт и посадка). Помимо возможности самостоятельно взлетать и садиться этот корабль практически не использовал топливо с жидким кислородом в качестве основного компонента, что позволило существенно повысить безопасность экипажа. Вместо этого, силовая установка HOTOL извлекали кислород прямо из воздуха. Проект развивался очень бурно (была проработана конструкция двигателя, даже создавались рабочие прототипы самолётов). Будучи финансируемым правительством, он просуществовал несколько лет, а затем премьер-министра Маргарет Тэтчер, которая стремилась как можно сильнее сократить расходы из бюджета страны, даже в ущерб её научному развитию, закрыла проект.
Тогда Бонд и решил, что надо создавать аэрокосмический самолёт своими силами, но патент к тому времени он использовать не мог: его выкупила у Алана компания Rolls-Royce. Инженер, однако, не сдался, и придумал дальнейшее развитие этой технологии в таком виде, что он смог обойти ограничения патента.

Космоплан Skylon, который должен полностью изменить представления людей о космических полетах

Бонд создал свою фирму Reaction Engines в 1989 году, сманив в неё из Rolls-Royce инженеров ведущих инженеров. В результате к настоящему времени компания Reaction Engines завершила предварительную фазу проектирования уникального двухрежимного двигателя Sabre и орбитального космоплана Skylon.
Skylon - это многоразовый беспилотный аппарат с двумя двигателями Sabre на концах крыльев, способный самостоятельно выходить на околоземную орбиту (без ракеты-носителя и твердотопливных ускорителей). Взлетая по самолётному, Skylon начинает разгон в атмосфере, питаясь жидким водородом и сильно охлаждённым воздухом из атмосферы.
Ключевая особенность двигателя Sabre - охлаждение поступающего забортного воздуха до температуры немногим выше точки кипения. При этом он всё же остаётся газом и далее сильно сжимается в турбокомпрессоре. Sabre способен "дышать" забортным воздухом от нулевых высот и скорости полёта, и вплоть до скорости в 5,5 тыс. км/ч. После чего центральное тело в его воздухозаборнике смещается вперёд, полностью закрывая входной канал, и Sabre переходит на чисто ракетный режим, питаясь жидким кислородом из бака. Так машина достигает первой космической скорости, доставляя 12 тонн полезного груза на круговую орбиту высотой 300 километров. После возвращения в атмосферу и прохождения самой горячей фазы спуска космоплан открывает воздухозаборники и вновь переходит на "воздушное дыхание", приземляясь на обычной полосе аэродрома.
Таким образом, Skylon использует всего лишь 1 тип двигателя во всём диапазоне режимов - от взлета с обычного аэродрома до орбиты и обратно!

Гиперзвуковой пассажирский лайнер А2

К сожалению, весь этот грандиозный проект потребует еще как минимум 10 лет и огромные инвестиции (порядка 10 млрд. долларов), потому Алан и его команда решили распространить данную технологию и на другие, более бюджетные аппараты. Так у Бонда с компаньонами родилась идея пассажирского глобального лайнера A2, с применением гиперзвукового турбореактивного двигателя по имени Scimitar.
Это упрощённая вариация Sabre, которой уже не требуется ракетный режим и выход в космос. Но здесь также использована идея предварительного охлаждения атмосферного воздуха до температуры, близкой к криогенной. Это обеспечит высочайшие параметры движка по тяге, и станет ключом к дальнему гиперзвуковому полёту. Крейсерская скорость А2 составит 5,8 тыс. км/ч, а летать британский лайнер будет на высоте 25 километров.
Reaction Engines проанализировала массу аспектов эксплуатации такого суперлайнера, в том числе - разные варианты получения водорода для него, и пришла к выводу, что билет на борт A2 (при массовых полётах таких машин) может стоить примерно столько же, сколько сейчас стоит место в бизнес-классе в трансконтинентальном авиарейсе.
Поскольку A2 проще, чем Skylon, от которого он происходит, 300-местная машина может быть реализована в металле раньше орбитального автоматического челнока. А успех A2 принесёт британской компании средства, которые нужны для завершения проекта Skylon. Если всё так и получится, мир обогатится сразу и гиперзвуковой трансконтинентальной пассажирской машиной, и многоразовым космическим аппаратом, и таким образом человечество шагнет в эру гиперзвуковых авиперевозок.