Tiedetuubin systeemipäivitys on loppusuoralla. Uusia juttuja julkaistaan vasta päivityksen jälkeen. Pahoittelut!

Sabre-moottori

Uudenlainen rakettimoottori sai suuren sysäyksen eteenpäin

Uudenlaista, ilmaa hengittävää rakettimoottoria suunnitteleva brittiyhtiö Reaction Engines sai eilen todella ison tönäisyn eteenpäin, kun se ilmoitti uudesta rahoitusruiskeesta. Mukana yli 30 miljoonan euron rahoituspaketissa on myös ilmailu- ja avaruusteollisuusjätti Boeingin investointiyhtiö Boeing HorizonX Ventures.

SABRE, eli Synergetic Air-Breathing Rocket Engine, on ainakin teoriassa käänteentekevä moottori, joka tekisi lentokonemaiset lennot avaruuteen ja takaisin mahdollisiksi. Lisäksi tällaista ilmaa hengittävää rakettimoottoria voisi käyttää mantereelta toiselle nopeasti suihkivien liikennekoneiden moottorina.

Perinteisen kemiallisen rakettimoottorin periaate on se, että polttokammiossa poltetaan polttoainetta ja hapetinta, yleensä vetyä tai kerosiinia ja happea. Nopean palamisen tuloksena syntyvät pakokaasut suunnataan suuttimella taaksepäin, jolloin voiman ja vastavoiman lain mukaan raketti ponnistaa vastakkaiseen suuntaan.

Kun nykyisin rakettimoottorit joutuvat käyttämään myös ilmakehässä lentäessään tankeissa olevaa happea, mikä paitsi lisää raketin kokoa ja massaa, niin tekee sen laukaisusta hankalaa, kun polttoaineen lisäksi yleensä nestemäisessä muodossa olevaa superkylmää happea pitää tankata rakettiin.

Reaction Enginestin ideana on yksinkertaisesti ottaa mukaan vain vähän happea, ja käyttää ilmakehässä lentäessään ilman happea hyväkseen vähän samaan tapaan kuin suihkumoottorit tekevät nyt – paitsi että SABRE viilentää ilmaa hyvin kylmäksi, noin -150°C:n lämpötilaan, jolloin ilma on tiiviimpää ja sitä voidaan tunkea putkia pitkin rakettimoottorin polttokammioon helpommin.


Juttu jatkuu mainoksen jälkeen

Tärkein moottorin osa onkin sen etummaisena oleva jäähdytin, joka otsikkokuvassa on oikealla. 

Sen tehtävänä on nimensä mukaisesti jäähdyttää ilmaa, jolloin ilma on tiiviimpää ja sitä voidaan ahtaa helpommin suuria määriä moottoriin. Ilmaa pitää jäähdyttää myös hyvin suurella nopeudella, koska laite lentää ilmassa moninkertaisella äänen nopeudella ja moottoriin pakkaantuu ilmaa hyvin paljon. Ilmansyöttö ja sen hallitseminen olivat esimerkiksi Concordessa syynä sen pitkiin ja sisustaltaan monimutkaisiin ilmanottoaukkoihin – ja avaruuslentokoneessa tilanne on vielä mutkikkaampi.

Kun aluksen nopeus on noin 5,5 kertaa äänen nopeus ja lentokorkeus noin 25 kilometriä, siirtyy moottori käyttämään aluksen mukana olevaa nestemäistä happea. 

Ilman jäähdyttämien tuo mukanaan myös ongelman: ilmassa oleva vesihöyry jäätyy helposti ja pyrkii tukkimaan jäähdyttimessä olevat ohuet tiehyeet, joita tarvitaan suuren ilmamäärän nopeaan nesteyttämiseen. 

Ongelmia siis riittää, mutta ongelmat on tehty ratkaistaviksi.

Reaction Engines on testannut jäähdyttimen periaatetta useilla koeasemilla, mutta ei vielä koskaan lennossa tai lentämistä täysin vastaavissa olosuhteissa. Tähänastiset tulokset ovat kuitenkin lupaavia.

Yhtiö on jo saanut rahoitusta moottorin toimivan prototyypin tekemiseen vuoteen 2020 mennessä, mutta uusi rahoitus auttaa tähtäämään jo pitemmälle konkreettisella tasolla.

Skylon

Tavoitteena on tehdä moottoria käyttävä avaruuslentokone nimeltä Skylon. Se voisi toimia satelliittien laukaisijana ja sen liikennelentokoneversio voisi lentää kolmessa vartissa toiselle puolelle maapalloa.

Käytännössä kone siis hyppäisi matalalle kiertoradalle Man ympärillä ja lentäisi siellä ilmakehän yläpuolella suurimman osan matkasta ennen laskeutumista alas määränpäähän. Tällainen lentäminen olisi paitsi huomattavasti nykyistä nopeampaa, niin myös sen päästöt ilmakehään olisivat olennaisesti pienemmät.

Moottoria voidaan käyttää myös vain ilmakehässä lentävissä lentokoneissa, jolloin nestemäistä happea tarvitaan vain hyvin vähän. 

Yhtiön moottoriaan varten kehittämää tekniikkaa voidaan käyttää myös muissakin sovelluksissa sähköautoista ja lämmön talteenottamiseen esimerkiksi jätteenpoltossa.

*

Juttua on korjattu 14. huhtikuuta: SABREn edeltäjäkonsepti LACE pyrki nesteyttämään ilmaa, mutta sen suurien haasteiden vuoksi SABRE pyrkii "vain" jäähdyttämään ja pakkaamaan ilmaa rakettimoottoriin.



Juttuja samasta aiheesta