LAPCAT

Projekt LAPCAT (Long-Term Advanced Propulsion Concepts and Technologies) był 36-miesięcznym europejskim badaniem 6PR , mającym na celu zbadanie sposobów produkcji silników do hipersonicznego samolotu latającego o liczbie Mach 4-8 . Projekt zakończył się w kwietniu 2008 roku. Był finansowany przez fundusz badawczo-rozwojowy Komisji Europejskiej (a nie ESA ) i kosztował 7 mln euro.

LAPCAT II , ​​czteroletni projekt kontynuacyjny o wartości 10 mln euro, rozpoczął się w październiku 2008 r. Badanie ma na celu udoskonalenie niektórych wyników pierwszego badania „pozwalającego na zdefiniowanie szczegółowego planu rozwoju” pojazdu o prędkości 5 Mach.

Cele

Pod uwagę brane były dwie główne technologie:

• kompresji tłoka , który wymaga dodatkowego układu napędowego, aby osiągnąć minimalną prędkość roboczą.
• aktywna kompresja , która ma górne ograniczenie liczby Macha, ale może przyspieszyć pojazd do prędkości przelotowej.

Kluczowymi celami było zdefiniowanie i ocena:

• różne cykle napędowe i koncepcje lotu z dużą prędkością od 4 do 8 Ma, takie jak cykle kombinowane oparte na turbinach i rakietach
• krytyczne technologie dla:
  • zintegrowane osiągi silnika/samolotu
  • efektywne masowo turbiny i wymienniki ciepła
  • eksperymenty spalania wysokociśnieniowego i naddźwiękowego
  • modelowanie

Zamierzone rezultaty to:

• określenie wymagań i warunków operacyjnych dla lotu z dużą prędkością na poziomie systemu
• dedykowana eksperymentalna baza danych specyficzna dla aerodynamiki dużych prędkości dla naddźwiękowych i wysokociśnieniowych zjawisk spalania i przepływu.
• konfigurowanie i weryfikowanie modeli fizycznych wspieranych przez narzędzia do symulacji numerycznych w celu uwzględnienia zjawisk spalania naddźwiękowego i wysokociśnieniowego, turbulencji i przejść.
• studium wykonalności masowych elementów turbiny i wymiennika ciepła

Wyniki

Spośród kilku zbadanych pojazdów, dla LAPCAT II zachowano tylko dwie nowe koncepcje: pojazd o prędkości 5 Mach i pojazd 8 Mach.

Pojazd o prędkości pięciu machów

Koncepcja LAPCAT A2 w górnych warstwach atmosfery.

Jednym z możliwych naddźwiękowych samolotów transportowych badanym w ramach tego projektu jest A2 firmy Reaction Engines Limited . Naukowcy przyglądają się samolotowi zdolnemu do lotu z Brukseli (Belgia) do Sydney (Australia) w ciągu 2–4 godzin, znacznie skracając czas podróży na całym świecie.

Aby osiągnąć i utrzymać tak wysokie prędkości, firma Reaction Engines Limited musiałaby opracować nowo zaprojektowany silnik koncepcyjny o nazwie Scimitar , który wykorzystuje właściwości termodynamiczne ciekłego wodoru . Silnik jest teoretycznie w stanie napędzać A2 do ciągłej prędkości 5 machów podczas lotu z efektywną prędkością wydechu 40 900 m / s lub impulsem właściwym 4170 s, SFC 0,86 funta / (lbf⋅h).

„Dotychczasowe wyniki pokazują, że pojazd Mach 5 z Reaction Engines może uniknąć późniejszych pułapek technologicznych i może podróżować z Brukseli do Sydney”, mówi Johan Steelant, koordynator projektu LAPCAT z ESA.

Pojazd o prędkości ośmiu machów

Chociaż lot przelotowy pojazdu typu scramjet o prędkości Mach 8 wydaje się wykonalny, zużycie paliwa podczas przyspieszania wymaga dużej frakcji paliwa, co poważnie wpływa na całkowitą masę startową. Wstępne badania koncepcji wyrzutnika rakiet pierwszego stopnia dały słaby zasięg przy dużej masie startowej.

Zobacz też

• Wstępnie schłodzony silnik odrzutowy
• Silniki reakcji SABRE
• Silniki reakcji A2
• Silnik z płynnym powietrzem

Notatki

• Steelant, J (sierpień 2006), rozpoczęcie LAPCAT ( PDF ) (slajdy) .