Space Liner

SpaceLiner  - koncept suborbitálního hypersonického osobního kosmického letadla , vyvíjený od roku 2005 v Německém středisku pro letectví a kosmonautiku (německy: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR) [1]

Koncept

Kosmoplán netradičního vertikálního vzletu pro osobní vozidla je dvoustupňový letecký systém skládající se z bezpilotního (automatického) pomocného stupně a osobního suborbitálního stupně určený pro 50 cestujících. Celkem je součástí elektrárny jedenáct raketových motorů na kapalná paliva (9 z nich je instalováno na startovacím stupni, 2 na suborbitálním stupni) pracujících na kryogenní palivo - kapalný kyslík (LOX) a kapalný vodík (LH2). Po vypnutí raketových motorů je suborbitální stupeň schopen klouzavým letem v co nejkratším čase překonat velké mezikontinentální vzdálenosti. V závislosti na trase lze dosáhnout výšky letu až 80 km a rychlosti odpovídající Machovu číslu více než 20. Délka letu na trase Austrálie-Evropa bude 90 minut a na trase Evropa-Kalifornie - ne více než 60 minut [2] . G-síly působící na cestující za letu nepřesahují 2,5 g a zůstávají pod úrovní zatížení působícího na astronauty raketoplánu. Kabina pro cestující je navíc podle konstrukčního konceptu vyrobena ve formě samostatné únikové kapsle, která je v případě potřeby oddělena od suborbitálního stupně a zajišťuje cestujícím bezpečný návrat na Zemi.

Podle německého střediska pro letectví a kosmonautiku je zprovoznění systému možné mezi lety 2040 a 2050. Hlavním aspektem konceptu je kompletní znovupoužitelnost systému v kombinaci s hromadnou výrobou, srovnatelná v měřítku s letectvím. Díky těmto faktorům se očekává výrazné zvýšení ekonomické efektivity systému oproti stávajícím leteckým systémům. Hlavním úkolem zůstává zlepšit bezpečnost a spolehlivost klíčových systémových komponent, jako jsou raketové motory, v míře, která umožní jejich každodenní použití pro přepravu cestujících.

V současné době je vývoj konceptu SpaceLiner financován jak Německým střediskem pro letectví a kosmonautiku (německy: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt - DLR), tak v rámci projektů sponzorovaných Evropskou unií, jako jsou FAST20XX a CHATT. Na projektu SpaceLiner jsou spolu s DLR zapojeni další partneři z evropského leteckého sektoru.

Projekt SpaceLiner má prehistorii v podobě německého orbitálního dvoustupňového horizontálně vypouštěného opakovaně použitelného leteckého systému Senger-2 z konce 20. století , kterému také předcházel nerealizovaný vojenský projekt částečně orbitálního leteckého bombardéru Silbervogel v nacistickém Německu. Pokud by byla implementována, SpaceLiner by byl prvním plánovaným suborbitálním hypersonickým dopravním letadlem pro cestující na světě .

Historie

SpaceLiner je v současné době ve fázi předběžného návrhu (návrhu). Práce na předběžném projektu pokračují na základě již dokončených studií jako stále podrobnější vývoj a integrace subsystémů. Paralelně se zkoumají další možnosti pro splnění nových požadavků a specifikací a výsledky studií těchto možností lze také využít v celkovém procesu vývoje [3] .

SpaceLiner 2 je první variantou, která integruje aktivní chladicí systém pro konstrukční prvky, které jsou vystaveny obzvláště vysokému tepelnému zatížení při vstupu do hustých vrstev atmosféry [4] .

Modifikace SpaceLiner 4 je dalším vývojem varianty SpaceLiner 2 s vylepšenými aerodynamickými charakteristikami, stabilitou a charakteristikami ovládání. Na základě této konfigurace výzkumný projekt FAST20XX financovaný EU podrobněji zkoumal, jak experimentálně, tak prostřednictvím matematického modelování, různé technologie potřebné pro SpaceLiner [5] .

SpaceLiner 7 je aktuální konfigurace, která je v současné době zkoumána v DLR. V procesu matematické optimalizace bylo za účelem zlepšení aerodynamických, tepelných a stavebně-mechanických kvalit v hypersonickém letovém režimu nahrazeno delta křídlo s lomem v náběžné hraně delta křídlem bez lomu. K dnešnímu dni byl dokončen předběžný vývoj a integrace tak důležitých subsystémů kosmických lodí, jako je kabina pro cestující, kryogenní nádrže, systém dodávky paliva a systém tepelné ochrany.

V současné době se dodatečně zvažuje modifikace kosmického letounu SpaceLiner, určeného pro 100 cestujících pro použití na krátké vzdálenosti [6] . Možné komerční trasy jsou klasifikovány podle překonané vzdálenosti, přičemž třída 1 je nejdelší a třída 3 je nejkratší. K provedení letu se v závislosti na požadovaném doletu používá prodloužená nebo zkrácená modifikace horního stupně, kterou lze kombinovat jak s 50místnou, tak se 100místnou modifikací suborbitálního stupně pro cestující.

Specifikace

Motory

Koncept kosmického letadla SpaceLiner využívá jediný typ znovupoužitelného kapalného raketového motoru: motor s plně uzavřeným cyklem, ve kterém veškeré palivo, včetně paliva použitého k pohonu sestavy turbočerpadla, prochází spalovací komorou [7] . Stupeň expanze trysky se volí v souladu s různými režimy letu horního stupně a suborbitálního stupně. Jako složky paliva se počítá s použitím vysoce energetické a ekologické kombinace kapalného vodíku s kapalným kyslíkem.

Odkazy

• Video — Do Austrálie za 90 minut hypersonickou rychlostí — Blogy DLR
• Video
• Video ILA 2012 Berlín
• Video: Funkce SpaceLiner SL7, 2012
• Web ESA FAST20XX
• DLR studuje suborbitální cestování vesmírem — Flightglobal
• Ruský premiér Dmitrij Anatoljevič Medveděv navštívil výstavu DLR na MAKS 2013

Literatura

1. ↑ Sippel M., Klevanski J. , Steelant J.: Srovnávací studie o možnostech vysokorychlostní mezikontinentální přepravy cestujících: vzduch-dýchání- vs. raketový pohon, IAC-05-D2.4.09 (říjen 2005) 
2. ↑ Sippel M. Slibné alternativy plánu pro  SpaceLiner . Acta Astronautica, sv. 66, Iss. 11-12 (2010).  (nedostupný odkaz)
3. ↑ Schwanekamp T., Bauer C., Kopp A. Vývoj konceptu SpaceLiner a jeho nejnovější pokrok  ( PDF). 4. konference CSA-IAA o pokročilých vesmírných technologiích (2011). Získáno 2. září 2013. Archivováno z originálu 26. prosince 2013.
4. ↑ van Forest A. et al. Transpirační chlazení pomocí kapalné vody  (anglicky) (PDF). Journal of Thermodynamics and Heat Transfer, Vol. 23, číslo 4 (2007).  (nedostupný odkaz)
5. ↑ van Foreest A. Pokrok na designu SpaceLiner v rámci programu FAST 20XX  ( PDF). 16. mezinárodní konference kosmických letadel a hypersonických systémů a technologií AIAA/DLR/DGLR (2009).  (nedostupný odkaz)
6. ↑ Schwanekamp T., Bütünley J., Sippel M. Předběžné multidisciplinární designové studie na vylepšeném derivátu SpaceLiner pro 100 cestujících  ( PDF). 18. mezinárodní konference kosmických letadel a hypersonických systémů a technologií AIAA/3AF (2012). Získáno 2. září 2013. Archivováno z originálu 26. prosince 2013.
7. ↑ Sippel M. a kol. Technické zrání konceptu SpaceLiner  (anglicky) (PDF). 18. mezinárodní konference kosmických letadel a hypersonických systémů a technologií AIAA/3AF (2012). Získáno 2. září 2013. Archivováno z originálu 9. května 2021.