|
Skylon, mis peaks valmima 2019. aastaks, on üheastmeline Maa-lähedasele orbiidile lendav kosmoselennuk. Skylon disaini väljapakkujad väidavad, et mitmeastmelisus tekitaks erinevaid probleeme, mille pärast on väga raske või üldse võimatu taastada ja taaskasutada mitmeid kosmoselaeva osi, mis omakorda viib suurte kuludeni. Kulude vähendamiseks on Skyloni kosmoselennuki disain loodud sarnaneselt tavalisele lennukile, mis suudab startida tavaliselt lennuväljalt ning sarnaselt lennukitele samasse kohta ka maanduda.
=== SABRE mootorid ===
Üks peamistest Skylon kosmoselennuki eripäradest on mootor nimega SABRE. See mootor on disainitud töötama väga sarnaselt tavaliste [[Reaktiivmootor|reaktiivmootoritega]], mille abil lennuk saavutab 5.4-5.5 [[Machi arv|Machilise]] kiiruse (1700 m/s) ja 26 km kõrguse. Sellest kõrgusest kõrgemal lähevad mootori õhulõõrid kinni ja mootor hakkab töötama kui üliefektiivne rakett, kuni saavutab vajaliku orbitaalkiiruse. SABRE mootor ei ole tavaline [[scramjet]] mootor, vaid kombineerib endas eeljahutamisega reaktiivmoori[[Reaktiivmootor|reaktiivmootori]], [[õhu otsevooluga reaktiivmootor|õhu otsevooluga reaktiivmootori]] ja [[Raketimootor|raketimootori]]. Alguses ei eksisteerinud sellise mootori jaoks vajalikku jahutamistehnoloogiat, aga projekti algusjärgus tehtud uuringute abil leiti, et nõutud jahutussüsteemi[[jahutussüsteem]]<nowiki/>i jõudlust on võimalik saavutada.
Mootori töö kuni 5.5 [[Machi arv|Machi]] kiirusel ei ole triviaalne ja peidab endas mitmeid tehnilisi väljakutseid. Peamiseks probleemiks peetakse seda,et sellisel kiirusel mootorisse surutav [[õhk]] kuumeneb järsku ja väga suurte [[Temperatuur|temperatuurideni]]. Peale selle, et suur temperatuur võib põhjustada mootori osade [[Sulamine|sulamist]], vähendab see ka suurel määral [[tõukejõud|tõukejõudu]], mida saab kätte [[Kütus|kütuse]] põletamisel. Katsed seda probleemi vältida, viivad mootori [[Kaal|kaalu]] suurenemisele või tõukejõu vähenemisele, mille lõpptulemusena luuakse liiga rasked või vähevõimsaid mootorid, mis ei võimalda enam orbiidile lennata, rääkimata sellest, et viia sinna teisi objekte.
Mootori
töö kuni 5.5 Machi kiirusel ei ole triviaalne ja peidab endas mitmeid tehnilisi
väljakutseid. Peamiseks probleemiks peetakse seda,et sellisel kiirusel
mootorisse surutav õhk kuumeneb järsku ja väga suurte temperatuurideni. Peale selle,
et suur temperatuur võib põhjustada mootori osade sulamist, vähendab see ka
suurel määral tõukejõudu, mida saab kätte kütuse põletamisel. Katsed seda
probleemi vältida, viivad mootori kaalu suurenemisele või tõukejõu vähenemisele,
mille lõpptulemusena luuakse liiga rasked või vähevõimsaid mootorid, mis ei
võimalda enam orbiidile lennata.[AO1]
SABRE mootori disain väldib loetletud probleeme kasutades [[Vesinik|vedelvesiniku]] kütust, et jahutada heeliumi kinnises eeljahutussüsteemis, mis vähendab kiiresti õhulõõridest tuleva õhu temperatuuri. Jahutatud õhku kasutatakse kütuse [[Põlemine|põletamisel]] nagu tavalises reaktiivmootoriski. Heeliumi, mis tuleb eeljahutist välja, kuumutatakse eelpõleti produktide abil, andes sellele piisavalt energiat, et see oleks võimeline käivitama vedelvesiniku pumpa. Kuna õhk on piisavalt jahutatud suurematel kiirustel (kuni 5.5 [[Machi arv|Machi]]), võib reaktiivmootori ehitada kergematest sulamitest ja vähendada nii mootorite kaalu umbes 50% võrra. Lisaks sellele saab mootorites põletada ka rohkem kütust. Kiirustel, mis on suuremad kui 5.5 [[Machi arv|Machi]], muutub õhk siiski ebatavaliselt kuumaks isegi taolise jahutamise juures. Sellisel olukorras lähevad õhulõõrid kinni ja mootoris hakkatakse kütuse põletamiseks kasutama Skyloni pardal olevat [[Hapnik|vedelhapniku]] nii, nagu tavalistes rakettides.
SABRE
mootori disain väldib loetletud probleeme kasutades vedelvesiniku kütust, et
jahutada heeliumi kinnises eeljahutussüsteemis, mis vähendab kiiresti õhulõõridest
tuleva õhu temperatuuri. Jahutatud õhku kasutatakse kütuse põletamisel nagu
tavalises reaktiivmootoriski. Heeliumi, mis tuleb eeljahutist välja,
kuumutatakse eelpõleti produktide abil, andes sellele piisavalt energiat, et see
oleks võimeline käivitama vedelvesiniku pumpa. Kuna õhk on jahutatud kõikidel[AO2] kiirustel, võib reaktiivmootori
ehitada kergematest sulamitest ja vähendada nii mootorite kaalu umbes 50%
võrra. Lisaks sellele saab mootorites põletada ka rohkem kütust. Kiirustel, mis
on suuremad kui 5.5 Machi, muutub õhk ebatavaliselt kuumaks isegi taolise jahutamise
juures. Sellisel olukorras lähevad õhulõõrid kinni ja mootoris hakkatakse kütuse
põletamiseks kasutama Skyloni pardal olevat vedelhapniku nii, nagu tavalistes
rakettides.
Kuna mootorid kasutavad madalatel kõrgustel [[Atmosfäär|atmosfääri]] hapniku, saadakse väga suur eriimpulss ja kütust läheb viis korda vähem, kui tavalistel rakettidel. Sellest tulenevalt muutub start väiksema kütusmahuga võimalikuks. See omakorda tähendab, et vajatakse vähem tõukejõudu ja suudetakse vähendada mootorite suurust ning kasutada õhkutõusuks lennukiga sarnase disainiga kosmoselennukit. Tiibade kasutamine võimaldab palju efektiivsemalt ületada Maa gravitatsioonijõudu, mis omakorda jälle vähendab lennu jaoks vajaliku kütuse kogust.
Kuna
mootorid kasutavad madalatel kõrgustel atmosfääri hapniku, saadakse väga suur eriimpulss
ja kütust läheb viis korda vähem, kui tavalistel rakettidel. Sellest tulenevalt
muutub start väiksema kütusmahuga võimalikuks. See omakorda tähendab, et vajatakse
vähem tõukejõudu ja suudetakse vähendada mootorite suurust ning kasutada õhkutõusuks
lennukiga sarnase disainiga kosmoselennukit. Tiibade kasutamine võimaldab palju
efektiivsemalt ületada Maa gravitatsioonijõudu, mis omakorda
jälle vähendab lennu jaoks vajaliku kütuse kogust.
[AO1]Kas
see kehtib siis, kui on kaasas suur last või üldse ei suudaks lennuk orbiidile
minna?
[AO2]Igal
kiirusel?
=== Kere ja struktuur ===
Skylon kosmoselennuki [[kere]] raami[[raam]] plaanitakse teha [[Süsinikkiud|süsinikkiududest]], mis tagavad kergetkerge ja tugevattugeva [[Struktuur|struktuuri]]. Raam hakkab toetama [[keraamika|keraamilise]] kattega kaetud [[Alumiinium|alumiiniumist]] paake. Raami tühjusedtühimikud täitaksetäidetakse mitmekihilise [[termoisolatsioon|termoisoleeritava]] [[materjal|materjaliga]].
Praeguseks hetkeks väljapakutud Skylon mudel on füüsiliseltsuhteliselt suur masinkosmoselennuk, pkkusegamille pikkuseks on 83 m ja diameetrigaläbimõõduks 6.8 m. Kuna kosmoselennuk hakkab kasutama väikese tihedusega kütust, on vaja suure mahuga paake, mis võimaldaksid hoida endas piisavalt palju energiat, et kosmoselennuk saakssuudaks orbiidile lennata. Kusjuures kütust peab hoidma [[Madalrõhk|madala rõhu]] all, et vähendada pinget. Masin, mis on korraga nii kerge, kui ka suur, omab teatud eeliseid Maa atmosfääri sissetungimiselsisenemisel, sest temaselle [[ballistiline koefitsient]] on väiksem võrreldes tavaliselt kasutatavate masinatega. Väikese ballistilise koefitsiendi pärast, Skylonabil on Skylon võimeline pidurdama suurematel kõrgustel, kus õhk on hõredam. TulemusenaSelle tulemusena tõuseb kosmoselennuki väliskatte temperatuur saavutab ainult 1100 K ([[Kelvini skaala|Kelvin]]). Tavaline [[kosmosesüstik]] (Space Shuttle) kuumenes Maa atmosfääri sissetungimisel kuni 2000 K. Seepärast oli vaja kasutada väga kuumuskindlakuumuskindlat, aga habrast [[Ränidioksiid|ränidioksiidist]] kaitsesüsteemi. Skylon seda süsteemi ei vaja ning võimaldab kasutamakasutada peenemat keraamilist katet. KuigiSellest turbulentsehoolimata õhuvootuleb pärast,tiibade miskasutusest tulebtingitud esileturbulentse tiivadeõhuvoo kasutamisel,tekkimisel mõnedteatud kere komponendid tulebkomponente aktiivselt jahutada.
Skylon hakkab kasutama väga tihedaltihedalt paigutatud [[rattabaas|rattabaasi]], et vähendada kaalu ja säästa kere siseruumi. Sellepärast, etKuna maandumisel rattad jaotavad rattad kosmoselennuki kaalu väga väikesele pinnale, lennuväljaknõuaks hakkablennuvälja nõudmamaandumisrada spetsiaalset tugevdamist. PiduridPidurite mõeldaksejahutus tehaon planeeritud vee jahutussüsteemiga. Kuining tekkivadprobleemide mingidtekkimisel probleemidstardi stardil,ajal siishakkavad pidurid hakkavad tööle janing tekkivat kuumust viiakse ära keeva vee abil. KuiEduka startstardi toimubkorral hästi, siisheidetakse vesi heitakse üle parda, millega vähendades lennuki massi tonnide võrra. Maandumisel, Skylon kosmoselennuk saab juba nii tühjaks, et vett ei lähe juba pidurdamiseks vaja.
lennuki massi mitme tonni võrra. Maandumisel on Skyloni kosmoselennuk piisavalt kerge, et vett ei lähe enam pidurdamiseks vaja.
SkylonSkyloni pardakoormus saabvõib olla oluliselt suurem, kui tavalistel rakettidel ja masinatkosmoselennuk lubatakse teha täielikult taaskasutatavaks (kuni 200 korda või rohkem).
== Spetsifikatsioonid ==
[[File:Skylon.svg|thumb|right|Skylon lennuki joonis mastaabiga, mis sobib Skylon mõõtmete hindamiseks.|367x367px]]
* Meeskond: pole0, kosmoselennuk on kaugjuhitav.
* Mahutavus: kuni 30 inimest spetsiaalses reisijate moodulis.
* Koormus: kuni 15.000 kg, sõltuvalt orbiidi kõrgusest.
* Pikkus: 83.3 m
* TiivadeTiibade laius: 25.4 m
* DiameeterLäbimõõt: 6.75 m
* Tühimass: 53 000 kg
* Täismass: 345 000 kg
* Mootorid: 2 xkaks SABRE mootromootorit, 1350 kN.
== Viited: ==
| 