Space Liner

SpaceLiner  - konceptet med et suborbitalt hypersonisk passagerrumfly , udviklet siden 2005 ved German Air and Space Center (tysk: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR) [1]

Koncept

Rumflyet for ikke-traditionelt lodret start for passagerkøretøjer er et to-trins rumfartssystem bestående af en ubemandet (automatisk) booster-scene og en suborbital passager-scene designet til 50 passagerer. I alt omfatter kraftværket elleve raketmotorer med flydende drivstof (9 af dem er installeret i opsendelsesfasen, 2 i det suborbitale stadium), der opererer på kryogent brændstof - flydende oxygen (LOX) og flydende brint (LH2). Efter at have slukket for raketmotorerne er suborbitalstadiet i stand til at tilbagelægge store interkontinentale afstande i en glideflyvning på kortest mulig tid. Afhængigt af ruten kan der opnås flyvehøjder på op til 80 km og hastigheder svarende til et Mach-tal på mere end 20. Flyvevarigheden på ruten Australien-Europa vil være 90 minutter, og på ruten Europa-Californien - nej. mere end 60 minutter [2] . G-kræfter, der virker på passagerer under flyvning, overstiger ikke 2,5 g og forbliver under niveauet for belastninger, der virker på rumfærgens astronauter. Desuden er passagerkabinen ifølge designkonceptet lavet i form af en separat flugtkapsel, som om nødvendigt er adskilt fra suborbitalstadiet og giver passagererne en sikker tilbagevenden til Jorden.

Ifølge det tyske luft- og rumcenter er idriftsættelsen af ​​systemet mulig mellem 2040 og 2050. Hovedaspektet af konceptet er den fuldstændige genbrugelighed af systemet i kombination med masseproduktion, der i skala kan sammenlignes med luftfart. På grund af disse faktorer forventes en betydelig stigning i systemets økonomiske effektivitet sammenlignet med eksisterende rumfartssystemer. Den største udfordring er fortsat at forbedre sikkerheden og pålideligheden af ​​nøglesystemkomponenter, såsom raketmotorer, i et omfang, der vil tillade deres daglige brug til transport af passagerer.

I øjeblikket er udviklingen af ​​SpaceLiner-konceptet finansieret både af det tyske luft- og rumcenter (tysk: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt - DLR) og under sådanne EU-sponsorerede projekter som FAST20XX og CHATT. SpaceLiner-projektet involverer sammen med DLR andre partnere fra den europæiske rumfartssektor.

SpaceLiner-projektet har en forhistorie i form af det tyske orbitale to-trins horisontalt opsendte genanvendelige rumfartssystem Senger-2 fra det sene 20. århundrede , som også blev forudgået af det urealiserede militærprojekt af den delvist orbitale rumfartsbomber Silbervogel i Nazityskland. Hvis den implementeres, vil SpaceLiner være verdens første planlagte suborbitale hypersoniske passagerfly .

Historie

SpaceLiner er i øjeblikket i den foreløbige designfase (udkast til design). Arbejdet med det foreløbige design skrider frem på baggrund af de allerede gennemførte undersøgelser som mere og mere detaljeret udvikling og integration af delsystemer. Sideløbende undersøges yderligere muligheder for at opfylde de nye krav og specifikationer, og resultaterne af undersøgelserne af disse muligheder kan også bruges i den overordnede udviklingsproces [3] .

SpaceLiner 2 er den første variant til at integrere et aktivt kølesystem til strukturelle elementer, der udsættes for særligt høje termiske belastninger, når de trænger ind i atmosfærens tætte lag [4] .

SpaceLiner 4-modifikationen er en videreudvikling af SpaceLiner 2-varianten med forbedrede aerodynamiske egenskaber, stabilitet og kontrolegenskaber. Baseret på denne konfiguration undersøgte det EU-finansierede forskningsprojekt FAST20XX mere detaljeret, både eksperimentelt og gennem matematisk modellering, de forskellige teknologier, der er nødvendige for SpaceLiner [5] .

SpaceLiner 7 er den nuværende konfiguration, der i øjeblikket undersøges på DLR. I processen med matematisk optimering, for at forbedre de aerodynamiske, termiske og strukturelt-mekaniske kvaliteter i hypersonisk flyvetilstand, blev deltavingen med et brud i forkanten erstattet af en deltavinge uden pause. Til dato er den foreløbige udvikling og integration af så vigtige rumfartøjsundersystemer som passagerkabinen, kryogentanke, brændstofforsyningssystem og termisk beskyttelsessystem blevet afsluttet.

I øjeblikket overvejes der yderligere en modifikation af SpaceLiner-rumflyet, designet til 100 passagerer til brug over korte afstande [6] . Mulige kommercielle ruter er klassificeret efter den tilbagelagte distance, hvor klasse 1 er den længste og klasse 3 er den korteste. For at udføre flyvningen, afhængigt af den nødvendige rækkevidde, anvendes en udvidet eller forkortet modifikation af det øverste trin, som kan kombineres med både en 50-sæders og en 100-sæders modifikation af det suborbitale passagertrin.

Specifikationer

Motorer

SpaceLiner rumflykonceptet bruger en enkelt type genanvendelig flydende raketmotor: en motor med fuld lukket cyklus, hvor alt brændstof, inklusive det brændstof, der bruges til at drive turbopumpeenheden, passerer gennem forbrændingskammeret [7] . Udvidelsesgraden af ​​dysen vælges i overensstemmelse med de forskellige flyvetilstande i det øvre trin og det suborbitale trin. Brugen af ​​en højenergisk og miljøvenlig kombination af flydende brint med flydende oxygen er forudset som brændstofkomponenter.

Links

• Video — Til Australien på 90 minutter med hypersonisk hastighed — DLR Blogs
• Video
• Video ILA 2012 Berlin
• Video: Feature SpaceLiner SL7, 2012
• ESA FAST20XX hjemmeside
• DLR studerer suborbital rumrejse — Flightglobal
• Den russiske premierminister Dmitry Anatolyevich Medvedev besøgte DLR-udstillingen på MAKS 2013

Litteratur

1. ↑ Sippel M., Klevanski J. , Steelant J.: Komparativ undersøgelse af muligheder for højhastighedsinterkontinentale passagertransporter: luftvejr- vs. raketdrevet, IAC-05-D2.4.09 (oktober 2005) 
2. ↑ Sippel M. Lovende køreplansalternativer til  SpaceLiner . Acta Astronautica, bind. 66, Iss. 11-12 (2010).  (utilgængeligt link)
3. ↑ Schwanekamp T., Bauer C., Kopp A. Development of the SpaceLiner Concept and its Latest Progress  ( PDF). 4. CSA-IAA-konference om avanceret rumteknologi (2011). Hentet 2. september 2013. Arkiveret fra originalen 26. december 2013.
4. ↑ van Forest A. et al. Transpirationskøling ved hjælp af flydende vand  (engelsk) (PDF). Journal of Thermodynamics and Heat Transfer, Vol. 23, nummer 4 (2007).  (utilgængeligt link)
5. ↑ van Forest A. Fremskridtet med SpaceLiner-designet i rammen af ​​FAST 20XX-programmet  ( PDF). 16. AIAA/DLR/DGLR Internationale Rumflyvemaskiner og Hypersonic Systems and Technologies Conference (2009).  (utilgængeligt link)
6. ↑ Schwanekamp T., Bütünley J., Sippel M. Preliminary Multidisciplinary Design Studies on an Upgraded 100 Passenger SpaceLiner Derivative  ( PDF). 18. AIAA/3AF International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference (2012). Hentet 2. september 2013. Arkiveret fra originalen 26. december 2013.
7. ↑ Sippel M. et al. Teknisk modning af SpaceLiner-konceptet  (engelsk) (PDF). 18. AIAA/3AF International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference (2012). Hentet 2. september 2013. Arkiveret fra originalen 9. maj 2021.