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Motores de reacción

Reaction Engines Limited es un fabricante aeroespacial británico con sede en Oxfordshire , Inglaterra. [1]

Historia y personal

En 1989 (hace 35 años) , Reaction Engines fue fundada por Alan Bond (ingeniero principal del Proyecto Daedalus de la Sociedad Interplanetaria Británica ), Richard Varvill y John Scott-Scott [2] (los dos principales ingenieros de Rolls-Royce del RB545 ). proyecto del motor). La empresa lleva a cabo investigaciones sobre sistemas de propulsión espacial, centradas en el desarrollo del avión espacial SSTO reutilizable Skylon . Los tres fundadores habían trabajado juntos en el proyecto HOTOL , cuya financiación había sido retirada el año anterior, en 1988. [ cita necesaria ] ( 1989 )

En 2015, BAE Systems acordó comprar una participación del 20% en la empresa por 20,6 millones de libras esterlinas como parte de un acuerdo para ayudar a desarrollar el motor hipersónico Synergetic Air-Breathing Rocket Engine (SABRE) de Reaction Engines, diseñado para propulsar el orbitador Skylon. [3] [4]

En abril de 2018, Boeing anunció su inversión en Reaction Engines, a través de Boeing HorizonX Ventures con una financiación Serie B de 37,3 millones de dólares junto con Rolls-Royce PLC y BAE Systems. [5]

La investigación actual

skylon

La nave espacial Skylon propuesta

Skylon es un diseño para un avión espacial orbital de ciclo combinado de una sola etapa a órbita .

SABLE

Skylon y el motor SABRE que lo impulsará se están desarrollando como una empresa privada cuyo objetivo es superar los obstáculos que se impusieron al desarrollo posterior de HOTOL debido a que el gobierno británico clasificó el motor HOTOL como un "secreto oficial" y mantuvo el El diseño del motor fue clasificado durante muchos años después.

El esfuerzo de desarrollo actual de la compañía se centra en desarrollar una demostración en tierra del núcleo de respiración de aire SABRE, con financiación adicional obtenida de la venta de consultoría y aplicaciones derivadas de su experiencia en intercambiadores de calor.

En febrero de 2009, la Agencia Espacial Europea anunció que estaba financiando parcialmente el trabajo en el motor de Skylon para producir demostraciones de tecnología para 2011. [6] [7] Con esta financiación, Reaction Engines completó un programa de demostración de intercambiador de calor bajo cero sin escarcha, en Bristol. La Universidad desarrolló la boquilla de expansión/deflexión STRICT y DLR completó una demostración de una cámara de combustión enfriada por un oxidante. La reacción afirmó que este trabajo movió el proyecto Skylon a un TRL de 4/5.

En julio de 2016, en el Salón Aeronáutico de Farnborough , Reaction Engines anunció £60 millones en fondos de la Agencia Espacial del Reino Unido y la ESA para crear un motor de demostración SABRE terrestre para 2020. [8]

Al comentar sobre el trabajo realizado en TF2 en Colorado, en abril de 2019, Reaction Engines anunció que había probado con éxito la tecnología de preenfriador para condiciones supersónicas necesarias para evitar que el motor se derrita, [9] y en octubre de 2019, Reaction anunció que validó con éxito su preenfriador para condiciones hipersónicas (Mach 5). [10]

Estados Unidos

En enero de 2014, Reaction celebró un acuerdo cooperativo de investigación y desarrollo (CRADA) con el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (AFRL) para evaluar y desarrollar la tecnología SABRE. [11]

En 2015, AFRL anunció que su análisis "confirmó la viabilidad y el rendimiento potencial del ciclo del motor SABRE". Sin embargo, consideraron que SSTO como primera aplicación era un camino de desarrollo de muy alto riesgo y propusieron que un vehículo de dos etapas en órbita (TSTO) era un primer paso más realista. [ cita necesaria ]

En 2016, AFRL lanzó dos conceptos TSTO utilizando SABRE en la primera etapa: el primero de 150 pies (46 m) de largo que lleva una etapa superior prescindible en un compartimento de carga que se abre en la parte inferior capaz de entregar alrededor de 5000 libras (2300 kg; 2,3 t) a una órbita. de 100 millas náuticas (190 km), el segundo de 190 pies (58 m) de largo lleva un avión espacial reutilizable en su espalda, capaz de entregar alrededor de 20.000 libras (9.100 kg; 9,1 t) a una órbita de 100 millas náuticas (190 km). . [12]

En marzo de 2017, Reaction anunció la formación de una filial estadounidense, Reaction Engines Inc (REI), dirigida por Adam Dissel en Castle Rock, Colorado. [ cita necesaria ]

En septiembre de 2017, REI anunció un contrato con DARPA para probar un artículo de prueba de preenfriador de reacción "HTX" a temperaturas superiores a 1000 °C (1830 °F; 1270 K), [13] pruebas anteriores de preenfriador centradas en el control de heladas se realizaron desde la temperatura ambiente. temperatura. [ cita necesaria ]

Otros estudios

LAPCAT A2

El 5 de febrero de 2008, la compañía anunció que había diseñado un avión de pasajeros hasta la etapa de concepto. El LAPCAT A2 sería capaz de volar, sin escalas, al otro lado del mundo a velocidad hipersónica (Mach 5+). [14]

El motor, SCIMITAR , tiene tecnología de preenfriador que es algo similar a SABRE, pero no tiene las características de un cohete y está optimizado para una mayor eficiencia en vuelos atmosféricos.

Módulo de pasajeros para Skylon

Aunque Skylon está diseñado para lanzar y recuperar satélites únicamente y no estaría tripulado, Reaction Engines Ltd. ha propuesto un módulo de pasajeros en el compartimiento de carga útil del avión espacial Reaction Engines Skylon. [15]

El módulo de pasajeros tiene el tamaño adecuado para caber en el compartimento de carga útil y los primeros diseños podían transportar hasta 24 pasajeros y 1 tripulación. Hay un puerto de acoplamiento tipo ISS y una esclusa de aire como característica central. Hay dos puertas de entrada al suelo que se alinean con las puertas del lateral del compartimento de carga útil Skylon para permitir un fácil acceso a la cabina desde el suelo. Las puertas están equipadas con rampas inflables convencionales para que los pasajeros puedan escapar en caso de cualquier emergencia en tierra. Podría haber ventanas tipo transbordador espacial en el techo del módulo para que los pasajeros disfruten de la vista en el espacio. También hay un baño e instalaciones higiénicas en la cabina. [15]

Estudios adicionales refinaron el concepto, con una configuración inicial equipada con cinco asientos eyectores, para cuatro pasajeros y una tripulación, similar a los primeros cuatro vuelos espaciales del transbordador espacial . Una vez que el módulo de pasajeros esté completamente certificado, se retirarán los asientos eyectables y se instalarán 16 asientos verticales para una estancia corta en el espacio (<14 días) y cuatro asientos supinos para una estancia larga en el espacio (>14 días). También se proporcionará un asiento vertical para la tripulación. También hay sistemas de soporte vital debajo del piso de la cabina, compartimentos para equipos y bodegas de carga. [dieciséis]

Estación base orbital

La Estación Base Orbital (OBS) es un concepto de futura estación espacial ampliable que servirá como parte integral de un futuro sistema de transporte espacial y también en el mantenimiento y construcción de futuras naves espaciales tripuladas a la Luna y Marte. [17]

La construcción del OBS es modular y supone el uso de motores de reacción Skylon en órbita terrestre baja. La estructura se basa en un cilindro, diseñado para dejar espacio dentro de la sección cilíndrica para la construcción y reparación de diversas naves espaciales. La estructura cilíndrica también proporcionará espacio para módulos habitacionales con puertos de atraque, brazos manipuladores y granjas de propulsor para repostar una nave espacial interplanetaria.

Proyecto de motores de reacción Troya

La misión Reaction Engines Troy es un concepto de una futura misión tripulada a Marte . El concepto surgió para confirmar la capacidad del vehículo de lanzamiento Skylon de que puede permitir, y de hecho lo hace, una gran exploración humana de los planetas del Sistema Solar . [18]

El concepto de nave espacial Troy consiste en una misión precursora robótica, que incluye una etapa de salida de la Tierra y una etapa de transferencia a Marte. Hay un módulo de habitación, un módulo de almacenamiento y un módulo de propulsión que se desplegarán desde la nave espacial para aterrizar juntos en un sitio seleccionado en la superficie marciana para formar una base. También hay vehículos transbordadores que trasladarían a los miembros de la tripulación hacia y desde la base a una nave espacial tripulada en órbita. Habría tres naves espaciales precursoras de Marte para establecer tres bases en el planeta que permitan la máxima exploración de la superficie del planeta.

50 días después del lanzamiento, la etapa de salida de la Tierra regresa a la órbita terrestre baja debido a la gravedad de la Tierra, y el remolcador espacial Fluyt llevaría la etapa de regreso a la Estación Base Orbital para la construcción de la misión tripulada posterior. [ cita necesaria ]

La nave espacial tripulada constaría de 3 módulos habitacionales, 3 puertos de atraque y dos vehículos transbordadores. La nave espacial rotaría a lo largo de la línea central para proporcionar gravedad artificial . Saldría de la Tierra con la Etapa de Salida de la Tierra y se trasladaría a Marte con la Etapa de Transferencia de Marte, y se reuniría con la nave espacial precursora en órbita marciana. Las naves se acoplarían juntas para permitir que la tripulación se transfiriera a los vehículos del ferry para descender a la superficie en un sitio seleccionado. La tripulación, junto con los rovers equipados, pasarían 14 meses explorando la superficie marciana. La tripulación regresaría a la órbita marciana con el vehículo transbordador y se reuniría y acoplaría con la nave espacial tripulada en órbita. Después de una inspección detallada del vehículo, la nave espacial partiría de Marte hacia la Tierra en la Etapa de Retorno a la Tierra. Cuando la nave sea capturada en una órbita Molniya alrededor de la Tierra, la tripulación abordaría un vehículo ferry para trasladarla a la órbita terrestre baja y reunirse y acoplarse con la nave espacial Skylon que espera para regresar a la Tierra.

La construcción de la nave espacial se llevaría a cabo en la Estación Base Orbital dentro de la estructura cilíndrica. Debido a que la nave espacial tiene un diseño altamente modular, los componentes serían transportados por la nave espacial Skylon. Los motores de cohetes, los tanques de combustible y oxidante y los módulos habitacionales están dimensionados para caber dentro del compartimiento de carga útil Skylon, y la nave completamente ensamblada también cabe dentro de la estructura cilíndrica del OBS. [19]

Fluyt-OTV

El vehículo de transferencia orbital Fluyt es un concepto de futuro remolcador espacial . Tendría la capacidad de acoplarse a naves espaciales en órbita y mover carga útil en órbita. Está concebido para ser ensamblado a partir de dos partes, cada una dimensionada para caber dentro de la bahía de carga útil Skylon, sería lanzado desde el Skylon y también sería una parte integral para la construcción de la Estación Base Orbital, así como de los Motores de Reacción Troy y la recuperación de la Etapa de Salida de la Tierra de la misión Precursora de la misión Troya. [20] [21]

Referencias

  1. ^ "Página principal de Reaction Engines Ltd.". Reactionengines.co.uk . Consultado el 1 de julio de 2016 .
  2. ^ "BBC Four - Los tres cohetes". BBC.co.uk. ​15 de septiembre de 2012 . Consultado el 1 de julio de 2016 .
  3. ^ Norris, Guy (1 de noviembre de 2015). "BAE participa en el desarrollo hipersónico de motores de reacción". Aviationweek.com . Semana de la aviación y tecnología espacial . Consultado el 1 de noviembre de 2015 .
  4. ^ Peggy Hollinger; Clive Cookson (1 de noviembre de 2015). "BAE Systems pagará £20,6 millones por el 20% del grupo de motores espaciales". Tiempos financieros . Consultado el 1 de julio de 2016 .
  5. ^ "Boeing HorizonX invierte en motores de reacción, una empresa de propulsión hipersónica del Reino Unido" (Presione soltar). Boeing. 11 de abril de 2018.
  6. ^ Rob Coppinger (19 de febrero de 2009). "La tecnología del motor del avión espacial Skylon obtiene financiación europea". Vuelo global. Archivado desde el original el 30 de agosto de 2012 . Consultado el 15 de abril de 2009 .
  7. ^ Jonathan Amos (19 de febrero de 2009). "El avión espacial Skylon recibe un impulso de efectivo". Noticias de la BBC . Consultado el 15 de abril de 2009 .
  8. ^ Anthony, Sebastián (13 de julio de 2016). "Reaction Engines desbloquea fondos para el motor SABRE de una sola etapa a órbita". Ars Técnica . Consultado el 13 de julio de 2016 .
  9. ^ "El programa de prueba de Reaction Engines demuestra con éxito la capacidad del preenfriador en condiciones de calor supersónico :: Reaction Engines".
  10. ^ "EL PROGRAMA DE PRUEBA DE MOTORES DE REACCIÓN VALIDA COMPLETAMENTE EL PREENFRIADOR EN CONDICIONES DE CALOR HIPERSÓNICO :: Motores de reacción".
  11. ^ Jason Ford. "ARFL confirma la viabilidad del concepto de motor SABRE de Reaction Engines". El ingeniero . Archivado desde el original el 11 de agosto de 2016 . Consultado el 29 de septiembre de 2017 .
  12. ^ "Foros de PPRuNe - Ver publicación única - Skylon".
  13. ^ "Reaction Engines obtuvo un contrato DARPA para realizar pruebas de alta temperatura del preenfriador SABRE" (Presione soltar). 25 de septiembre de 2017. Archivado desde el original el 28 de septiembre de 2017 . Consultado el 27 de septiembre de 2017 .
  14. ^ "Diseñado un avión de pasajeros hipersónico". Noticias de la BBC. 5 de febrero de 2008 . Consultado el 15 de abril de 2009 .
  15. ^ ab "Estudio del módulo de pasajeros para Reaction Engines Skylon". Reactionengines.co.uk . Archivado desde el original el 15 de junio de 2012 . Consultado el 1 de julio de 2016 .
  16. ^ Mark Hempsell. "UN ENFOQUE POR FASES PARA EL ACCESO PÚBLICO ORBITAL" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 15 de febrero de 2010.
  17. ^ "Estudios avanzados: estación base orbital". Reactionengines.co.uk . Archivado desde el original el 6 de julio de 2012 . Consultado el 1 de julio de 2016 .
  18. ^ "Estudios Avanzados: Motores de reacción TROY". Reactionengines.co.uk . Archivado desde el original el 28 de junio de 2012 . Consultado el 1 de julio de 2016 .
  19. ^ "Vídeo sobre la misión TROY a Marte". Reactionengines.co.uk . Archivado desde el original el 26 de junio de 2016 . Consultado el 1 de julio de 2016 .
  20. ^ "La OTV Fluyt". Reactionengines.co.uk . Archivado desde el original el 5 de julio de 2012 . Consultado el 1 de julio de 2016 .
  21. ^ IAC-10.D2.3.7 - La etapa Fluyt: un diseño para un vehículo de transferencia de órbita espacial

Publicaciones

enlaces externos

51°39′26″N 1°13′50″W / 51.657228°N 1.230461°W / 51.657228; -1.230461