Около года назад мы рассказывали о том, что Европейское космическое агентство реанимировало проект Skylon, проект космического самолета, который пробыл в забвении и ждал своей очереди около 30 лет. Ключевым моментом успеха этого проекта является разработка космического двигателя совершенно новой системы, который сможет работать в двух режимах, в режиме реактивного двигателя и в режиме ракетного двигателя. И вот уже сейчас главные компоненты нового двигателя созданы и готовятся к проведению всесторонних испытаний.

Ракетные двигатели отличаются от реактивных двигателей тем, что ракеты несут в своих баках помимо топлива еще и окислитель, который используется вторым компонентом в процессе сжигания топлива для выработки тяги в условиях открытого космоса и отсутствия атмосферы, содержащей кислород. Реактивные двигатели, работающие только в атмосфере, в качестве окислителя используют кислород, поэтому летательные аппараты, использующие такие двигатели, несут в своих баках только топливо.

Транспортировка в космос еще и окислителя весьма отрицательно сказывается на грузоподъемности современных ракет-носителей. Но если требуется что-либо быстро вывести в космос, использование ракетного двигателя и дополнительных баков с окислителем является единственным доступным вариантом на сегодняшний день. Первая фаза космического полета проходит в атмосфере, богатой кислородом, и почему бы его не использовать вместо окислителя из баков?

Эта идея была воплощена конструкторами компании Reaction Engines, которым удалось разработать двигатель, который может использовать атмосферный кислород, пока космический кораблю не поднимется выше границы атмосферы. После этого двигатель переключается в ракетный режим и использует жидкий кислород, находящийся в топливных баках космического корабля. Такой подход позволит сэкономить достаточно большое количество объема корабля и уменьшить его взлетный вес. Так же станет возможным использование только одноступенчатой системы, что практически в два раза уменьшит стоимость одного запуска.



Причиной, затрудняющей реализацию такой идеи, является высокая скорость полета, на скорости, превышающей Max 5, воздух, входящий в двигатель, нагревается за счет эффектов сжатия до температуры почти в 2000 градусов. Эта температура является весьма высокой и может расплавить почти все чувствительные компоненты двигателя. Для того, что бы извлечь из воздуха кислород, который можно смешать с топливом, требуется охладить входящий воздух до температуры в -200 градусов и за время в одну сотую секунды. При этом в двигателе не должно образовываться льда, за счет вымораживаемой атмосферной влаги. Та вещь, которую можно увидеть на втором снимке и которая только что успешно прошла испытания, является именно охладителем воздуха для двигателя, способным сделать все вышеперечисленное.

Холодильник предварительного охлаждения воздуха, разработанный компанией Reaction Engines, представляет собой матрицу очень маленьких и тонких трубок, через которые непрерывно прокачивается жидкий гелий, способный почти моментально "высосать" тепловую энергию воздуха, нагретого до высокой температуры. Кислород выделяется из холодного воздуха за счет сжатия и смешивается с водородом, образуя топливо, приводящее двигатель в действие. А нагретый гелий прокачивается через резервуар с жидким азотом, где он охлаждается и снова поступает для охлаждения горячего воздуха.

Наземные испытания холодильника прошли успешно, доказывая полную работоспособность данной системы. А эта система является ключевой системой будущего двигателя, возможно, самой важной его частью. Следующим шагом компании Reaction Engines будет создание уменьшенной, но работоспособной, копии будущего двигателя. Имея за плечами козырь успеха создания системы охлаждения воздуха, компания Reaction Engines имеет большие шансы на получение дальнейшего финансирования ее разработок.