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Skylon (nave espacial)

Skylon es una serie de diseños conceptuales para un avión espacial reutilizable de una sola etapa en órbita de la compañía británica Reaction Engines Limited (Reaction), utilizando SABRE , un sistema de propulsión de cohetes de ciclo combinado que respira aire .

El diseño del vehículo es para un avión propulsado por hidrógeno que despegaría de una pista reforzada especialmente construida y aceleraría a Mach  5,4 a 26 kilómetros (85.000 pies) de altitud (en comparación con los 9 a 13 kilómetros o 30.000 a 40.000 pies de un avión típico) utilizando el oxígeno de la atmósfera antes de cambiar los motores para utilizar el suministro interno de oxígeno líquido (LOX) para acelerar al Mach 25 necesario para alcanzar una órbita de 400 km. [1]

Transportaría 17 toneladas (37.000 libras) de carga a una órbita terrestre baja ecuatorial (LEO); hasta 11 toneladas (24.000 lb) a la Estación Espacial Internacional , casi un 45% más que la capacidad del Vehículo de Transferencia Automatizada de la Agencia Espacial Europea ; [2] o 7,3 toneladas (16.000 lb) a la órbita de transferencia geosincrónica (GTO), [ cita necesaria ] más del 24% más que el vehículo de lanzamiento SpaceX Falcon 9 en modo reutilizable (a partir de 2018 [3] [4] ).

El vehículo relativamente ligero volvería a entrar en la atmósfera y aterrizaría en una pista, protegido de las condiciones de reingreso por una piel compuesta de matriz cerámica . Cuando esté en tierra, se someterá a la inspección y al mantenimiento necesario, con un tiempo de respuesta de aproximadamente dos días, y podrá completar al menos 200 vuelos orbitales por vehículo.

A medida que avanzaba el trabajo en el proyecto, se ha publicado información sobre varias versiones de diseño, incluidas A4, [5] C1, [6] C2, [7] y D1. [8] Las pruebas de las tecnologías clave se completaron con éxito en noviembre de 2012, lo que permitió que el diseño de Skylon avanzara de su fase de investigación a una fase de desarrollo. [9] [10] A partir de 2021 , se completaron los trabajos preliminares para una instalación de prueba de motores en Westcott [ necesita actualización ] . Los planes actuales son que la planta esté terminada y las primeras pruebas de motores en tierra comiencen en 2021, y los motores SABRE podrían realizar vuelos de prueba sin tripulación en un "banco de pruebas hipersónico" (HTB) para 2025. [11]

En estudios en papel, se espera que el costo por kilogramo (kg) de carga útil transportada a LEO de esta manera se reduzca de las actuales £1108/kg (a diciembre de 2015 ), [12] incluyendo investigación y desarrollo , a alrededor de £650. /kg (718,16USD/Kg), y se espera que los costos caigan mucho más con el tiempo después de que se hayan amortizado los gastos iniciales . [13] En 2004, el promotor estimó que el coste total de vida del programa Skylon C1 sería de unos 12.000 millones de dólares. [13] A partir de 2017 , solo se había obtenido una pequeña parte de la financiación necesaria para desarrollar y construir Skylon. Durante las primeras dos décadas, el trabajo fue financiado con fondos privados, y la financiación pública comenzó en 2009 a través de un contrato de la Agencia Espacial Europea (ESA). El gobierno británico prometió 60 millones de libras esterlinas al proyecto el 16 de julio de 2013 para permitir la construcción de un prototipo del motor SABRE; [14] contratos para esta financiación se firmaron en 2015.

Programa de investigación y desarrollo.

Antecedentes y primeros trabajos

Skylon tiene su origen en un programa de desarrollo espacial anterior para un avión espacial de etapa única a órbita (SSTO) , conocido como HOTOL . [15] En 1982, cuando varias empresas británicas comenzaron a trabajar en el HOTOL, hubo un importante interés internacional en desarrollar y producir sistemas de lanzamiento reutilizables viables , siendo quizás el más destacado de ellos el transbordador espacial operado por la NASA . En colaboración con British Aerospace y Rolls-Royce , surgió un diseño prometedor al que el gobierno británico contribuyó con 2 millones de libras esterlinas para su perfeccionamiento; El ingeniero británico Alan Bond estuvo entre los ingenieros que trabajaron en HOTOL. [16] Sin embargo, durante 1988, el gobierno británico decidió retirar más fondos del programa, lo que provocó la finalización del trabajo de desarrollo. La publicación aeroespacial Flight International observó que HOTOL y otros programas de aviones espaciales competidores eran "demasiado ambiciosos" y que el desarrollo de tales sistemas de lanzamiento implicaría más investigación y un progreso más lento de lo previsto anteriormente. [17]

El Skylon fue desarrollado a partir del proyecto británico HOTOL .

Tras el revés de la cancelación de HOTOL, en 1989 Alan Bond, junto con John Scott-Scott y Richard Varvill decidieron establecer su propia empresa, Reaction Engines Limited , [18] para perseguir el desarrollo de un avión espacial viable y la tecnología asociada utilizando financiación privada. [15] En 1993, Reaction reveló públicamente su propuesta de avión espacial, [19] al que llamó Skylon en honor a la estructura Skylon que había inspirado a Alan Bond en la exposición Festival of Britain . Skylon fue un rediseño desde cero basado en las lecciones aprendidas durante el desarrollo de HOTOL; el nuevo concepto utilizó nuevamente un sistema de propulsión de modo dual, utilizando motores que podían quemar hidrógeno con el aire externo durante el vuelo atmosférico. Al principio, Skylon fue promovido por la compañía a la ESA para su iniciativa del Programa Europeo de Investigaciones sobre el Transporte Espacial Futuro (FESTIP), además de buscar inversiones tanto gubernamentales como comerciales para financiar el desarrollo del vehículo. Reaction también ha tratado de establecer vínculos con otras empresas con el objetivo de formar un consorcio internacional de empresas interesadas en participar en el programa Skylon. [20]

Resumen del proyecto

El diseño de Skylon presenta varias diferencias distintas en comparación con el programa HOTOL anterior. [21] Mientras que HOTOL habría despegado desde un trineo cohete para ahorrar peso, Skylon debería estar equipado con un tren de aterrizaje retráctil convencional . Se espera que el diseño revisado del motor, que utiliza el motor SABRE, ofrezca un rendimiento mayor que su predecesor. [21] El motor montado en la parte trasera de HOTOL significaba que el vehículo poseía una estabilidad en vuelo intrínsecamente pobre; Los primeros intentos de resolver este problema terminaron sacrificando gran parte del potencial de carga útil de HOTOL, lo que a su vez contribuyó al fracaso del proyecto en general. La solución de Skylon al problema fue colocar sus motores al final de sus alas, lo que los ubicó más adelante y mucho más cerca del centro de masa longitudinal del vehículo , resolviendo así el problema de inestabilidad. [22]

Una imagen generada por computadora del avión espacial Skylon subiendo a órbita.

En última instancia, Reaction tiene la intención de operar como una empresa comercial con fines de lucro que, una vez finalizado el desarrollo, fabricará vehículos Skylon para múltiples clientes internacionales que operarán sus flotas directamente, mientras reciben el apoyo de Reaction. [16] Skylon ha sido diseñado con el objetivo de lograr no menos de 200 vuelos por vehículo. [23] Según la empresa, su plan de negocio es vender vehículos por 1.000 millones de dólares cada uno, para lo que ha previsto un mercado para al menos 30 Skylons, mientras que se prevé que los operadores incurran en costes recurrentes de sólo 10 millones de dólares por vuelo. [16] Si bien la Reacción tiene la intención de fabricar algunos componentes directamente, como el preenfriador del motor, otros componentes han sido diseñados por empresas asociadas y se espera que un consorcio de varias empresas aeroespaciales se encargue de la producción completa de Skylon. [24]

En servicio, Skylon podría reducir potencialmente el coste del lanzamiento de satélites que, según las pruebas presentadas por Reaction al Parlamento del Reino Unido , se prevé que sea de unas 650 £/kg; En 2011, el coste medio de lanzamiento utilizando métodos convencionales se estimaba en aproximadamente £15.000/kg. [25] Entre otras posibles operaciones, Skylon sería capaz de transportar cargas útiles de hasta 10 toneladas a la Estación Espacial Internacional . [16] Reaction también ha completado estudios internos sobre el uso de Skylon como plataforma de lanzamiento para una red de satélites espaciales de energía solar , que históricamente han sido inviables debido a los altos costos de lanzamiento. [23] Según la publicación empresarial Management Today , Skylon ha sido discutido como un posible reemplazo para el programa del transbordador espacial de la NASA . [26]

Fondos

En junio de 2011, Reaction estimó que en última instancia se necesitarían 12 mil millones de dólares para lograr una configuración operativa, que luego se estimó que se lograría alrededor de 2020, dependiendo de la financiación. La obtención de financiación adicional para el programa Skylon por parte del gobierno británico ha sido a menudo difícil. [27] Durante 2000, Reaction emitió una solicitud de financiación del gobierno británico que finalmente no tuvo éxito; Según el gobierno, la propuesta de Reaction implicaba una oferta de un retorno potencialmente grande de su inversión. [28] Sin embargo, varios funcionarios se han convertido en defensores y han abogado por el respaldo oficial del programa Skylon. Hablando en 2009, el ex Ministro de Ciencia e Innovación del Reino Unido, Lord Drayson , afirmó sobre Reaction: "Este es un ejemplo de una empresa británica que desarrolla tecnología de vanguardia con consecuencias apasionantes para el futuro del espacio". [25]

Durante febrero de 2009, tras una serie de extensas conversaciones con el Centro Espacial Nacional Británico (que más tarde se convirtió en la Agencia Espacial del Reino Unido ), se anunció que se había establecido un importante acuerdo de financiación entre el Centro Espacial Nacional Británico, la ESA y Reaction, comprometer 1 millón de euros (1,28 millones de dólares) con el fin de producir un motor de demostración para el programa Skylon para 2011. [29] [30] [31] La iniciativa, conocida como Programa de demostración de tecnología , estaba prevista para durar aproximadamente 2,5 años. durante el cual la ESA puso a disposición financiación adicional en forma de 1 millón de euros. [32] El acuerdo de 2009 permitió a Reaction involucrar a varias empresas externas, incluidas Astrium , propiedad de EADS , la Universidad de Bristol y el Centro Aeroespacial Alemán (DLR), en trabajos de desarrollo adicionales. [29] Como consecuencia de la promulgación del Programa de Demostración Tecnológica, Reaction pudo pasar de un Nivel de Preparación Tecnológica (TRL) de 2/3 a 4/5 en cuestión de meses. [33]

En 2012, según la Agencia Espacial del Reino Unido, aún no se había obtenido la financiación necesaria para desarrollar y construir toda la nave; como tal, el trabajo de investigación y desarrollo se centró en ese momento principalmente solo en los motores, que fue apoyado por una subvención de la ESA de 1 millón de euros. [34] En enero de 2011, Reaction presentó una propuesta al gobierno británico solicitando financiación adicional para el proyecto Skylon. [25] El 13 de abril de 2011, Reaction anunció que el diseño del Skylon había pasado varias revisiones independientes rigurosas. El 24 de mayo de 2011, la ESA declaró públicamente que el diseño era factible, al no haber encontrado "ningún impedimento ni elemento crítico" en la propuesta. [35] [36] Hablando sobre el tema de Skylon en 2011, David Willetts , Ministro de Estado de Universidades y Ciencia del Reino Unido , declaró:

La Agencia Espacial Europea está financiando el trabajo de prueba de concepto para Skylon con contribuciones del Reino Unido. Este trabajo se centra en demostrar la viabilidad de la avanzada tecnología de motores británicos que sustentaría el proyecto. El trabajo inicial se completará a mediados de 2011 y, si la prueba tiene éxito, trabajaremos con la industria para considerar los próximos pasos. [25]

En junio de 2013, George Osborne , entonces Ministro de Hacienda , declaró que el gobierno británico donaría 60 millones de libras esterlinas para seguir desarrollando el motor SABRE. [37] La ​​subvención estaba supeditada a que Reaction tuviera un socio industrial. La primera subvención de 50 millones de libras fue aprobada por la Comisión Europea en agosto de 2015. [38]

En octubre de 2015, el conglomerado de defensa británico BAE Systems celebró un acuerdo con Reaction Engines, según el cual invertiría £20,6 millones en Reaction para adquirir el 20% de su capital social, así como para brindar asistencia en el desarrollo del motor SABRE. [39] [40]

En julio de 2016, la ESA aprobó la segunda subvención de £10 millones. [41]

El 25 de septiembre de 2017, se anunció que la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de EE. UU. (DARPA) había adjudicado un contrato a Reaction Engines por una cantidad no revelada para realizar pruebas de flujo de aire a alta temperatura en un sitio de Colorado, Estados Unidos, de un preenfriador de Reaction Engines llamado HTX. . Está previsto que los trabajos de prueba comiencen en 2018. [42]

En abril de 2018, Reaction Engines anunció que Boeing y Rolls-Royce se unirían a BAE Systems como inversores en el desarrollo del motor SABRE. Se proporcionará un total de 37,5 millones de dólares de nueva financiación, incluidas las contribuciones de Baillie Gifford Asset Management y Woodford Investment Management. [43]

Desarrollo

La plataforma de preenfriador que probó el sistema de intercambio de calor del motor SABRE .

En 2000, la empresa completó el trabajo con la Universidad de Bristol probando el preenfriador. [23]

De 2007 a 2009, Reaction trabajó con la Universidad de Bristol y Airborne Engineering en el Proyecto STERN (Boquilla de cohete de deflexión/expansión de prueba estática), que probó el sistema de encendido del motor de Reaction, un motor de cohete de hidrógeno que respira aire diseñado por Reaction, e investigó la estabilidad del flujo y el comportamiento de con el diseño de boquilla de expansión y desviación del Dr. Neil Taylor mediante múltiples pruebas de disparo realizadas por Airborne Engineering. Una boquilla de desviación de expansión es capaz de compensar los cambios en la presión ambiental encontrada mientras se gana altitud durante el vuelo atmosférico, generando así un mayor empuje y, por tanto, mayor eficiencia. [44] [23]

El trabajo en STERN continuó en el proyecto STRICT (Static Test Rocket Incorporating Cooled Thrust-chamber), que investigó la estabilidad del flujo de escape del motor y la disipación del calor generado en las paredes del motor. [23] Los resultados y diseños entregados por los proyectos STRICT y STERN fueron posteriormente declarados por Reaction como "un gran éxito". [45]

Las pruebas estáticas del preenfriador del motor comenzaron en junio de 2011, lo que marcó el inicio de la Fase 3 en el programa de desarrollo Skylon, [25] [46] [47] En abril de 2012, Reaction anunció que la primera serie del programa de pruebas del preenfriador se había completado con éxito. terminado. [48] ​​El 10 de julio de 2012, Reaction anunció que la segunda de tres series de pruebas se había completado con éxito, y que la serie final de pruebas comenzaría el mes siguiente después de que las instalaciones de pruebas hubieran sido mejoradas para permitir pruebas a -150 °C ( −238 °F) temperaturas. [49] [50] La división de propulsión de la ESA auditó las pruebas del preenfriador a mediados de 2012 y encontró que los resultados eran satisfactorios. [9] [51]

El 9 de mayo de 2011, Reaction declaró que un prototipo de preproducción del Skylon podría estar volando en 2016, y que la ruta propuesta sería un vuelo suborbital entre el Centro Espacial de Guayana cerca de Kourou en la Guayana Francesa y el Campo de Pruebas Aeroespaciales del Norte de Europa , ubicado en el norte. Suecia. [52] Se esperan pedidos anticipados en el período 2011-2013, coincidiendo con la formación del consorcio de fabricación. [25] El 8 de diciembre de 2011, Alan Bond declaró que Skylon entraría en servicio entre 2021 y 2022 en lugar de 2020 como se había previsto anteriormente. [53] El 13 de julio de 2012, el Director General de la ESA, Jean-Jacques Dordain, declaró públicamente que la ESA celebraría una serie de conversaciones con Reaction con el objetivo de desarrollar un mayor "entendimiento técnico". [54] [ necesita actualización ]

En noviembre de 2012, Reaction anunció que comenzaría a trabajar en un proyecto de tres años y medio para desarrollar y construir un banco de pruebas del motor SABRE para demostrar su rendimiento tanto en el modo de respiración de aire como en el de cohete. [9] Las pruebas del preenfriador de Reaction aún están en curso en julio de 2022. [55]

Tecnología y diseño

Descripción general

El Skylon es un vehículo SSTO totalmente reutilizable, capaz de alcanzar la órbita sin necesidad de etapas , que está destinado a ser utilizado principalmente como sistema de lanzamiento reutilizable . [56] Los defensores del enfoque SSTO a menudo han afirmado que la puesta en escena implica una serie de complicaciones y problemas inherentes debido a la complejidad, como ser difícil o típicamente imposible recuperar y reutilizar la mayoría de los elementos, lo que inevitablemente incurre en grandes gastos para producir vehículos de lanzamiento completamente nuevos. en cambio; por lo tanto, creen que los diseños SSTO prometen reducir el alto costo de los vuelos espaciales. [56] Desde el punto de vista operativo, está previsto que el Skylon sin tripulación despegue de una pista especialmente reforzada , gane altitud de forma similar a un avión convencional y realice un ascenso a velocidades muy elevadas, cinco veces superiores a la velocidad de sonido (6.100 km/h o 3.800 mph), para alcanzar una altitud máxima de respiración de aire de aproximadamente 28 kilómetros (92.000 pies), donde normalmente se lanzarían las cargas útiles antes del reingreso del vehículo a la atmósfera , sobre la cual conducirá un descenso relativamente suave antes de realizar un aterrizaje tradicional en una pista. [36] [1]

El avión espacial Skylon está diseñado como un avión bimotor "sin cola" y equipado con un canard orientable.

El diseño del Skylon D1 presenta un gran compartimento de carga útil cilíndrico , de 13 m (42 pies 8 pulgadas) de largo y 4,8 m (15 pies 9 pulgadas) de diámetro. [57] Está diseñado para ser comparable con las dimensiones de carga útil actuales y capaz de soportar la contenedorización de cargas útiles que Reaction Engines prevé producir en el futuro. En una órbita ecuatorial , Skylon podría entregar 15 t (33 000 lb) a una altitud de 300 km (160 nmi) o 11 t (24 000 lb) a una altitud de 600 km (320 nmi). [58] Utilizando contenedores de carga útil intercambiables, Skylon podría equiparse para transportar satélites o carga fluida a órbita o, en un módulo habitacional especializado, siendo este último capaz de albergar a un máximo de 30 astronautas durante un solo lanzamiento. [59] [60] Richard Varvill, director técnico de Reaction, afirmó sobre el mercado de Reaction: "estamos compitiendo con cohetes prescindibles, una máquina que sólo se usa una vez". [36]

Debido a que el motor SABRE utiliza la atmósfera como masa de reacción a baja altitud, tendrá un impulso específico alto (alrededor de 4100 a 9200 segundos (40 000 a 90 000 N-s/kg) para SABRE 4, [61] o 3600 segundos (35 000 N). -s/kg) para SABRE 3, [62] ) y quema aproximadamente una quinta parte del propulsor que habría requerido un cohete convencional. [63] Por lo tanto, Skylon podría despegar con mucho menos propulsor total que los sistemas convencionales. [63] La reducción de peso permitida por la menor cantidad de propulsor necesaria significó que el vehículo no requeriría tanta elevación o empuje , lo que a su vez permite el uso de motores más pequeños y permite el uso de una configuración de ala convencional . [63] Mientras se vuela dentro de la atmósfera, el uso de alas para contrarrestar la resistencia a la gravedad ahorra más combustible que simplemente expulsar el propulsor (como en un cohete), lo que a su vez sirve para reducir la cantidad total de propulsor necesario. [63] La fracción de carga útil sería significativamente mayor que la de los cohetes normales y el vehículo debería ser completamente reutilizable, capaz de realizar más de 200 lanzamientos. [64]

motores SABRE

Una sección transversal de un modelo de uno de los primeros diseños de motor SABRE.

Una de las características más importantes del diseño del Skylon es su motor, conocido como motor de cohete sinérgico con respiración de aire (SABRE). [65] El diseño del motor SABRE se ha basado en gran medida en los motores experimentales STRICT/STERN, compartiendo muchas características como el propulsor y la adopción de la boquilla de desviación de expansión probada, además de aprovechar el campo más amplio de motores de ciclo de aire líquido. (CORDÓN). [23] [36] [21] Los motores están diseñados para funcionar de manera muy similar a un motor a reacción convencional a alrededor de Mach 5,5 (6.740 km/h; 4.190 mph), [63] 26 kilómetros (85.302 pies) de altitud, más allá de la cual el aire La entrada se cierra y el motor funciona como un cohete altamente eficiente a velocidad orbital . [63] El motor SABRE propuesto no es un scramjet , sino un motor a reacción que ejecuta ciclos combinados de un motor a reacción preenfriado , un motor de cohete y un estatorreactor . [13] Originalmente, la tecnología clave para este tipo de motor a reacción preenfriado no existía, ya que requería un intercambiador de calor diez veces más liviano que el estado de la técnica. [45] Las investigaciones realizadas desde entonces han logrado los resultados necesarios. [21] [66]

Operar un motor a reacción que respira aire a velocidades de hasta Mach 5,5 plantea numerosos problemas de ingeniería; Varios motores anteriores propuestos por otros diseñadores han funcionado bien como motores a reacción, pero mal como cohetes. [63] Este diseño de motor pretende ser un buen motor a reacción dentro de la atmósfera, además de ser un excelente motor de cohete en el exterior; sin embargo, el problema convencional que plantea operar a Mach 5,5 ha sido que el aire que entra al motor se calienta rápidamente a medida que se comprime dentro del motor; Debido a ciertos efectos termodinámicos, esto reduce en gran medida el empuje que se puede producir al quemar combustible. [63] [36] Los intentos de evitar estos problemas generalmente han resultado en que el motor sea mucho más pesado ( scramjets / ramjets ) o ha reducido en gran medida el empuje generado (turbojets/ramjets convencionales); En cualquiera de estos escenarios, el resultado final sería un motor que posee una mala relación empuje-peso a altas velocidades, lo que a su vez sería demasiado pesado para ayudar mucho a alcanzar la órbita. [63]

El diseño del motor SABRE tiene como objetivo evitar el problema histórico de peso-rendimiento mediante el uso de parte del combustible de hidrógeno líquido para enfriar el helio dentro de un preenfriador de ciclo cerrado , que reduce rápidamente la temperatura del aire en la entrada. [63] El aire se utiliza luego para la combustión de manera similar a un motor a reacción convencional. Una vez que el helio sale del preenfriador, los productos del prequemador lo calientan aún más, lo que le proporciona suficiente energía para impulsar la turbina y la bomba de hidrógeno líquido. [63] Como consecuencia del enfriamiento del aire a todas las velocidades, el avión puede construirse con aleaciones ligeras y el peso se reduce aproximadamente a la mitad. [63] Además, se puede quemar más combustible a altas velocidades. Más allá de Mach 5,5, el aire normalmente se calentaría inutilizablemente a pesar del enfriamiento; en consecuencia, la entrada de aire se cierra al alcanzar esta velocidad y el motor se alimenta únicamente con oxígeno líquido e hidrógeno a bordo , como en un cohete tradicional. [63] [36]

Fuselaje y estructura

Diagrama de las secciones internas del vehículo, destacando las áreas destinadas al almacenamiento de hidrógeno (rojo), oxígeno (azul) y la carga útil (amarillo)

El modelo Skylon D1 propuesto actualmente es un vehículo grande, que posee una longitud de 83,13 metros (272 pies 9 pulgadas) y un diámetro de 6,30 metros (20 pies 8 pulgadas). [67] Se espera que el fuselaje del Skylon sea una estructura espacial de titanio reforzada con carburo de silicio ; [68] una estructura ligera y resistente que soporta el peso de los tanques de combustible de aluminio y a la que se fija la piel cerámica . [22] Múltiples capas de aislamiento térmico de lámina de titanio se intercalan entre la piel y el marco [69] [36] para proteger el interior de Skylon del calor del vuelo hipersónico y el intenso calor del reingreso.

Debido al uso por parte del vehículo de un combustible de baja densidad en forma de hidrógeno líquido , se requiere un gran volumen para contener suficiente energía para alcanzar la órbita. Se pretende que el propulsor se mantenga a baja presión para minimizar la tensión; un vehículo que es a la vez grande y liviano tiene una ventaja durante la reentrada atmosférica en comparación con otros vehículos debido a un bajo coeficiente balístico . [70] Debido al bajo coeficiente balístico, Skylon se ralentizaría en altitudes más altas donde el aire es más fino; como consecuencia, la piel del vehículo alcanzaría sólo 830 °C (1520 °F). [71] [72] Por el contrario, el transbordador espacial más pequeño se calentó a 1.730 °C (3.140 °F) en su borde de ataque , por lo que empleó un sistema de protección térmica de sílice extremadamente resistente al calor pero frágil . El diseño de Skylon no requiere tal enfoque, sino que opta por utilizar una piel de cerámica reforzada mucho más delgada pero duradera; [13] sin embargo, debido al flujo turbulento alrededor de las alas durante el reingreso, algunas secciones del vehículo deberán estar provistas de sistemas de refrigeración activos. [36] [69]

El Skylon poseerá un tren de aterrizaje retráctil , equipado con neumáticos de alta presión y frenos refrigerados por agua; Si surgiera alguna dificultad justo antes del despegue, se aplicarían los frenos para detener el vehículo y el agua herviría para disipar el calor. [73] Durante un aterrizaje normal, el vehículo vacío sería mucho más liviano y, por lo tanto, no se necesitaría agua, [73] por lo que, tras un despegue exitoso, los 1.410 kilogramos (3.110 lb) de agua [74] serían desechado. Cuando se introdujo esta característica en el modelo C1, el peso de los frenos se redujo de aproximadamente 3.000 a 415 kilogramos (6.600 a 915 libras). [6]

Instalaciones de apoyo

Se necesitará una pista especial para el lanzamiento: debe reforzarse para tolerar la elevada carga equivalente de una sola rueda; [75] requerido por el peso de despegue de 325 toneladas del Skylon; deberá tener secciones resistentes al calor [ cita necesaria ] al inicio de la carrera de despegue y en la zona de rotación ; [76] y tendrá que tener 5,9 kilómetros (3,7 millas) de largo [76] para permitir que el Skylon acelere a su velocidad de rotación de 155 metros por segundo (300 kn), [77] y aún así tendrá 1.500 metros ( 4.900 pies) para abortar el lanzamiento y frenar hasta detenerse si es necesario. Con casi 20.000 pies, esta sería la pista pavimentada más larga del mundo . [78] El Skylon podría aterrizar en una pista civil Código F de 3,2 kilómetros (2,0 millas). [76]

Cuando esté en tierra, se someterá a la inspección y al mantenimiento necesario, con un tiempo de respuesta de aproximadamente dos días, y podrá completar al menos 200 vuelos orbitales por vehículo. [23] [79]

Especificaciones (Skylon D1)

Un dibujo de 3 vistas de Skylon
Un dibujo de 3 vistas de Skylon
Un diagrama de los sistemas internos de Skylon.

Datos del Manual de usuario de Skylon [8]

Características generales

El Módulo Skylon de Personal/Logística (SPLM) propuesto tiene previsto un capitán. [80]
hasta 24 pasajeros en el SPLM. [81]
Potencial para hasta 30 pasajeros (en un módulo de pasajeros especial) [60]
3.600 s (35.000 N‑s/kg) de respiración de aire
Cohete de 460 s (4500 N‑s/kg) [61]

Actuación

Ver también

Referencias

Citas

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Bibliografía

enlaces externos