Скайлон («Skylon») — название проекта компании Reaction Engines Limited, согласно которому в будущем может быть создан беспилотный космолёт многоразового использования, который, как предполагается его разработчиками, сделает возможным недорогой и надёжный доступ в космос. Предварительная экспертиза этого проекта признала, что технических и конструктивных ошибок в нём нет. По оценкам, Скайлон снизит стоимость выведения грузов в 15-50 раз. Сейчас компания занимается поиском финансирования.
Согласно проекту «Скайлон» будет способен доставить в космос приблизительно 12 тонн груза (для низкой экваториальной орбиты)
Скайлон будет способен подниматься в воздух как обычный самолёт и, достигнув гиперзвуковой скорости в 5,5 М и высоты в 26 километров, переходить на питание кислородом из собственных баков, чтобы выйти на орбиту. Садиться он будет тоже как самолёт. Таким образом, британский космолёт не только должен выходить в космос без применения разгонных ступеней, внешних ускорителей или сбрасываемых топливных баков, но и осуществлять весь этот полёт, используя одни и те же двигатели (в количестве двух штук) на всех этапах, начиная с рулёжки по аэродрому и заканчивая орбитальным участком.
Ключевой частью проекта является уникальная силовая установка — два многорежимных турборакетнопрямоточных двигателя (hypersonic precooled hybrid synergistic air breathing rocket engine — SABRE — гиперзвуковой комбинированный синергетический воздушно-реактивный/ракетный двигатель с предварительным охлаждением). Источник
Основные элементы гибридного многорежимного аэрокосмического двигателя Sabre (иллюстрация Reaction Engines).
Критическим элементом самого универсального двигателя служит теплообменник, который за сотую долю секунды охлаждает поступающий на гиперзвуке забортный воздух с 1000 градусов Цельсия до минус 130 градусов.
У Reaction Engines имеется некая «секретная технология», позволяющая при таком скоростном охлаждении воздуха избежать появления кристалликов льда, способных вывести теплообменник из строя. Сотрудники ESA пронаблюдали за работой прототипа такой системы в лаборатории компании и могут подтвердить — она работает. Источник
То есть, это турборакетные двигатели с дополнительными прямоточными контурами. Принцип работы двигателей следующий. В основные (ракетные) камеры сгорания (их по 4 в каждом двигателе) подаются топливо (жидкий водород) и окислитель — либо атмосферный воздух, нагнетаемый турбокомпрессором и сильно охлаждаемый при прохождении через теплообменник (воздушно-реактивный режим), либо жидкий кислород из баков (ракетный режим). Турбокомпрессор приводится во вращение газовой турбиной, на которую в качестве рабочего тела подаётся нагретый гелий, получающий тепло от охлаждаемого в теплообменнике воздуха и дополнительно разогреваемый при охлаждении им сопел. Затем гелий охлаждается частью топлива — жидкого водорода (гелиевый цикл). Кроме того, двигатели оснащены вспомогательными прямоточными камерами сгорания, питаемыми воздухом из внешних обходных каналов и используемыми для сжигания излишков водорода, испаряющегося при охлаждении воздуха, не попавшего в теплообменники двигателей во время их работы в воздушно-реактивном режиме. Таким образом, прямоточный контур создаёт некоторую часть тяги, наиболее значительную при низких скоростях полёта (в отличие от турбопрямоточных двигателей, где прямоточный контур тем эффективнее, чем больше скорости полёта). Прямоточные камеры сгорания располагаются кольцеобразно вокруг ракетных.
Несмотря на то, что проекту уже более 10 лет, до сих пор не создано ни одного полноразмерного действующего образца двигателя будущего аппарата, и в настоящее время проект «существует» лишь в виде концепции, так как разработчики не смогли найти финансирование, необходимое для начала стадии разработки и строительства, в 1992 г. была определена сумма проекта — около 10 млрд долларов. По заявлениям разработчиков, Скайлон окупит затраты на своё производство, обслуживание и использование, и в дальнейшем сможет приносить прибыль.
17 июля 2013 года правительство Великобритании объявило о планах инвестировать в развитие воздушно-реактивного/ракетного двигателя SABRE[en] 60 млн фунтов стерлингов. Таким образом, самый амбициозный и смелый космический проект последних десятилетий получил признание и деньги на дальнейшие работы. Первые испытания двигателей SABRE запланированы на 2019 год.
22 сентября 2016 года компания Reaction Engines сообщила, что перешла к окончательному этапу разработки полнофункционального прототипа двигателя SABRE . Изначально SABRE разрабатывался как двигатель для космолёта Skylon, однако позднее разработкой заинтересовались британская оборонная корпорация BAE Systems и правительство Великобритании, выкупившие часть акций Reaction Engines, сообщает портал aviationweek. Уже до конца 2017 г. разработчики планируют создать первый полнофункциональный прототип SABRE. Работая в атмосферном режиме, он сможет развивать скорость до пяти чисел Маха (свыше 6000 км/ч), после чего будет переходить в ракетный режим. Первый прототип будет иметь размеры, схожие с габаритами двигателя F135, устанавливаемого на истребители F-35 Lightning II (длина – 5,6 м, диаметр – 1,2 м), и, работая в атмосферном режиме, сможет развивать тягу до 196 кН (двигатель F135 – 191 кН в режиме форсажа). При этом планируется, что полноразмерный двигатель сможет развивать тягу до 667 кН. Постройка полноразмерного двигателя SABRE запланирована на 2020 год.Источник