Самолет становится сверхзвуковым, когда он превышает скорость звука — около 340 метров в секунду.
Гиперзвуковая скорость более чем в пять раз превышает скорость звука, или «5 Маха», что составляет чуть более 6000 километров в час. На скорости 5 Маха и выше трение, вызванное молекулами, обтекающими гиперзвуковой летательный аппарат, может создавать температуры, превышающие 2000 градусов Цельсия.
Базирующийся в Брисбене (Австралия) стартап в области аэрокосмической инженерии Hypersonix Launch Systems выбирает материалы, чтобы справиться с этими температурами.
Основанная в 2019 году, компания Hypersonix Launch Systems стремится предоставлять устойчивые услуги по запуску спутников из Австралии с использованием технологии гиперзвукового реактивного двигателя (ГРД).
За короткое время команда Hypersonix, состоящая из около 20 инженеров аэрокосмической отрасли и специалистов по материалам, разработала технологию многоразового использования ГРД, работающиую на экологически чистом водородном топливе.
Доктор Майкл Смарт, соучредитель, технический директор и руководитель отдела исследований и разработок компании Hypersonix, является признанным мировым лидером в области технологий скремблирования, который работал научным сотрудником в Исследовательском центре НАСА в Лэнгли (филиал Scramjet) до возвращения домой в Брисбен. Его альма-матер — Центр гиперсоники в Университете Квинсленда, который признан во всем мире как одна из ведущих университетских исследовательских групп в области гиперсоники.
Доктор Смарт утверждает, что по мере того, как доступ в космос становится дешевле и чаще, космический мусор и выбросы ракет от химических двигателей все больше загрязняют стратосферу.
Разработка многоцелевого космического аппарата, работающего на экологически чистом водороде, который вырабатывается в экологически устойчивом процессе с использованием солнечной энергии для извлечения водорода из воды, является разумным решением.
“Реактивные двигатели с воздушно-реактивными двигателями относятся к типу реактивных двигателей и полагаются на сгорание топлива и кислорода из воздуха для создания тяги. Мы разработали экологически-чистый водородный реактивный двигатель SPARTAN с использованием композитных материалов с керамической матрицей (CMC), чтобы выдерживать высокие температуры, испытываемые космическими аппаратами во время путешествия в космос и, особенно, на этапе контролируемого возвращения. Высокотемпературная нагрузка длится всего около 20 минут за полет, а для повторного использования будет достаточно не менее 30 циклов. CMCS обладают высоким соотношением прочности к весу даже при высокой температуре, высокой стойкостью к тепловому удару и ударной вязкостью. Карбид кремния, армированный углеродным волокном (C/ SiC), можно использовать при температуре до 1500°C», — посоветовал доктор Смарт.
SPARTAN Hypersonix способен разгоняться с 5 до 12 Маха, или в пять-двенадцать раз быстрее скорости звука. Транспортное средство Delta-Velos, оснащенное двигателем SPARTAN, пролетит более 2500 км без выбросов CO2 или других вредных газов, прежде чем приземлиться, как обычный самолет, на взлетно-посадочную полосу и будет в состоянии сделать все это снова.
Доктор Смарт утверждает, что у Hypersonix нет амбиций стать вертикально-интегрированной компанией: «Наши основные знания заключаются в разработке реактивных двигателей и разработке устойчивых гиперзвуковых самолетов. Мы активно занимаемся исследованиями и разработками, а также повышением долговечности и термостойкости многоцелевых ракет-носителей, двигателей и их компонентов”.
Недавно компания установила партнерские отношения с Университетом Южного Квинсленда, Boeing Australia, Siemens (для программного обеспечения для вычислительной гидродинамики multiphysics) и промышленной газовой компанией – BOC Ltd.
Федеральное правительство признает, что Новая космическая экономика развивается за счет частных инвестиций в стартапы и частных технологических интересов. Это способствует развитию сектора за счет грантовой помощи и создания соответствующей нормативно-правовой базы, отвечающей международным обязательствам и способствующей росту промышленности при сохранении безопасной и надежной работы в космосе и на земле. Его цель состоит в том, чтобы внести свой вклад в ВВП до 12 миллиардов долларов и создать дополнительные 20 000 рабочих мест к 2030 году.
В 2021 году компания Hypersonix получила грант на ускоренную коммерциализацию от Федерального министерства промышленности, науки, энергетики и ресурсов Австралии.
Источник информации https://hypersonix.com.au/using-high-temperature-composites-for-sustainable-space-travel/
