Teknologi pesawat ruang angkasa dapat menggerakkan pesawat hipersonik untuk militer AS

Teknologi mesin yang sedang dikembangkan untuk pesawat luar angkasa Inggris juga dapat diterapkan pada pesawat hipersonik yang dibuat oleh militer AS.

Laboratorium Penelitian Angkatan Udara AS sedang mempelajari kendaraan hipersonik yang akan menggunakan Synergetic Air-Breathing Rocket Engine (SABRE), yang mana perusahaan Inggris Reaction Engines Ltd. Pesawat luar angkasa Skylonkata pejabat AFRL.

“AFRL sedang merumuskan rencana untuk melihat konsep kendaraan canggih berdasarkan teknologi penukar panas Reaction Engine dan konsep mesin SABRE,” kata pejabat dari AFRL yang berbasis di Ohio kepada Space.com melalui email bulan lalu. (Pesawat Luar Angkasa Skylon (Gambar))

Konsep pesawat luar angkasa Inggris yang berani

SABRE dan Skylon ditemukan oleh Alan Bond dan tim insinyurnya di Reaction Engines yang berbasis di Abingdon, Inggris.

SABRE membakar hidrogen dan oksigen. Ia bertindak seperti mesin jet di atmosfer bawah bumi yang tebal, mengambil oksigen untuk dibakar dengan hidrogen cair di dalamnya. Namun, ketika SABRE mencapai ketinggian 16 mil dan lima kali kecepatan suara (Mach 5), ia beralih ke tangki oksigen cair milik Skylon untuk mencapai orbit. (Penerbangan hipersonik umumnya didefinisikan sebagai segala sesuatu yang mencapai setidaknya Mach 5.)

Dua pedang akan menggerakkan pesawat luar angkasa Skylon—kendaraan konsep satu tahap ke orbit yang didanai swasta dan memiliki panjang 276 kaki. Saat lepas landas, pesawat akan berbobot sekitar 303 ton.

Penukar panas SABRE juga dikenal sebagai pra-pendingin. Ini akan mendinginkan udara yang masuk ke mesin Skylon dari lebih dari 1.832 derajat Fahrenheit menjadi minus 238 derajat Fahrenheit dalam seperseratus detik. Oksigen di udara dingin akan mencair dalam prosesnya. (Banyak Kemungkinan Misi Skylon (Video))

“Performa (precooler) selalu sesuai dengan prediksi kami,” jelas Bond dalam wawancara dengan Space.com di Farnborough International Airshow di Inggris pada 16 Juli. “Kami telah melakukan lebih dari 700 pengujian sebenarnya sekarang. Sekarang melakukan servis yang sama banyaknya dengan yang dilakukan oleh pra-pendingin pada mesin sebenarnya.”

Tim Bond juga berhasil menguji precooler untuk masalah yang dihadapi mesin jet luar angkasa: benda asing tersedot ke dalamnya.

“Kami tahu bahwa alat ini (pra-pendingin) dapat mengangkat puing-puing, serangga, dedaunan,” kata Bond.

Bekerja dengan militer AS

Bond memperkirakan precooler tersebut kini berada pada tingkat kesiapan teknologi (TRL) sekitar 5. NASA dan AFRL menggunakan skala TRL 1 hingga 9 untuk menggambarkan tahap pengembangan suatu teknologi. Menurut deskripsi TRL NASA, angka 5 mewakili “pengujian menyeluruh” terhadap prototipe di “lingkungan yang representatif”.

Pekerjaan AFRL dilakukan berdasarkan Perjanjian Penelitian dan Pengembangan Koperasi (CRADA) dengan Mesin Reaksi yang diumumkan pada bulan Januari. Pejabat AFRL mengatakan kepada Space.com bahwa mereka menggunakan komputer untuk membuat model SABRE.

“Laboratorium Penelitian Angkatan Udara di Amerika telah melakukan beberapa pemodelan untuk memverifikasi bahwa SABRE benar-benar berfungsi, bahwa itu adalah mesin sungguhan, dan saya berharap mereka akan segera memastikannya,” kata Bond.

“Ini jelas membuka pintu bagi Amerika Serikat, dan sekali lagi, saya tidak bisa mengatakan banyak tentang hal itu, namun kita memiliki dialog yang sangat baik yang melintasi Atlantik,” tambahnya. “Dalam beberapa tahun ke depan, ini akan menjadi sangat menarik.”

Bond menolak untuk mengkonfirmasi rumor mengenai dukungan terorganisir dalam komunitas kedirgantaraan AS yang melibatkan mantan manajer program senior proyek pertahanan militer AS yang paling terkenal.

Bond melihat Skylon sebagai proyek internasional yang mencakup AS dan Eropa.

“Kami sedang berdiskusi dengan orang-orang di seluruh Eropa mengenai pasokan (komponen mesin roket). Kami tidak ingin menemukan kembali roda; kami ingin menjadi integrator mesin dan meletakkannya di fasilitas pengujian kami dan menjalankannya,” jelasnya. .

Milestone mendekat

Dua mesin SABRE diperkirakan akan diuji pada tahun 2019. “Mudah-mudahan awal tahun 2019,” kata Bond. “Saya ingin kita bisa mengujinya di Westcott. Di sanalah dulunya fasilitas propulsi roket berada.” (Pada tahun 1950-an dan 1960-an, Inggris mempunyai program luar angkasanya sendiri; negara tersebut meluncurkan satelit bernama Prospero dengan roket terakhirnya, Black Arrow, pada tahun 1971. Westcott berjarak sekitar satu jam perjalanan dari markas besar Reaction Engines).

Program pengembangan SABRE diperkirakan menelan biaya 360 juta pound Inggris ($600 juta dengan nilai tukar saat ini). “Kami memiliki 80 juta (poundsterling) dari 360 juta yang disiapkan. Kami sedang dalam perjalanan untuk mencapainya,” kata Bond.

Dari 80 juta pound, 60 juta berasal dari pemerintah Inggris. Seperti halnya perusahaan komersial yang mendukung NASAMesin Reaksi harus mencapai target tertentu untuk mendapatkan dana pemerintah tersebut.

“Kita harus mencapai tonggak sejarah, tapi ini adalah masalah program,” kata Bond. Saya menganggapnya sebagai program Penelitian dan Pengembangan, dan kami telah melakukan bagian ‘R’, dan bagian ini meneruskan bagian ‘D’ ‘ sedikit. Kami telah menghabiskan waktu bertahun-tahun untuk memastikan teknologinya benar-benar berfungsi.”

Pada bulan Januari, program litbang ini mencapai tahap ketiga yang dibagi menjadi empat bagian yaitu 3A, 3B, 3C dan 3D. Bagian 3A dan 3B dilaksanakan bekerja sama dengan Badan Antariksa Eropa (ESA).

Bagian 3A dimulai pada bulan Januari dan akan berlangsung hingga April 2015. Hal ini melibatkan desain sistem mesin, peninjauan tata letak mesin, dan mempelajari dampaknya terhadap kinerja Skylon. Pekerjaan ini akan menelan biaya 8 juta euro ($10,7 juta, atau 6,4 juta poundsterling Inggris), setengahnya akan berasal dari pemerintah Inggris dan ESA dan setengahnya lagi dari investasi swasta Reaction Engines.

“Itulah yang sebenarnya terjadi sekarang; ini bukan lagi pelajaran,” kata Bond. Seksi 3A akan berlanjut hingga musim semi 2015, dan seksi 3B akan dimulai pada Januari 2015, tambahnya. “Ini adalah tahap desain awal.” kata Obligasi.”

Seksi 3B akan berjalan hingga akhir tahun 2015. Pada bagian ini akan ditentukan karakteristik komponen mesin dan spesifikasi teknisnya akan dihasilkan.

Bagian 3C, mulai pertengahan tahun 2015, akan menghabiskan 10 juta euro ($13,37 juta, atau 8 juta poundsterling Inggris) dari pemerintah Inggris. Bagian 3C bekerja dengan pemasok tumpang tindih dengan bagian 3B. Hal ini karena beberapa komponen akan mendapatkan spesifikasi pada saat 3B sebelum bagian mesin lainnya ditentukan sepenuhnya. Komponen rinci dengan spesifikasi tersebut kemudian dapat diberikan kepada calon pemasok selama beberapa bulan pertama bagian 3C.

“Dalam 3C kami mulai melakukan desain detail – seperti apa bentuk bearingnya, siapa pemasoknya, dan hal-hal semacam itu. Ini merupakan hal yang sangat menarik. Kami mulai membuat mesin yang tepat selama jalannya tahun depan,” katanya. Kata Bond.

Dia menjelaskan bahwa untuk bagian 3C, perusahaannya akan menghabiskan “sebagian uang pemerintah Inggris bersama dengan sebagian dari investasi swasta kami”. Uang negara “memungkinkan kami mengumpulkan beberapa juta investasi swasta untuk mendukung hal tersebut, dan kami terus melanjutkan aktivitas (penggalangan dana) tersebut,” kata Bond.