Hybridemotor moet vliegtuig de ruimte in brengen

Ingenieurs zijn een cruciale stap dichter bij een supersonisch vliegtuig dat 6000 km/h haalt. Het kan de Atlantische Oceaan in een paar uur oversteken en mogelijk naar de ruimte vliegen.

Ingenieurs zijn een cruciale stap dichter bij een supersonisch vliegtuig dat 6000 km/h haalt. Het kan de Atlantische Oceaan in een paar uur oversteken en mogelijk naar de ruimte vliegen.

SHUTTERSTOCK/Reaction Engines Ltd

Ruim vijf keer de snelheid van het geluid. Dat heeft de Europese Ruimtevaartorganisatie ESA voor ogen met haar toekomstige ruimtevliegtuig.

De motor die de klus moet klaren heeft al een cruciale test doorstaan. In een testcentrum in de VS wist het koelsysteem van de motor de extreem krachtige luchtstromen het hoofd te bieden die heersen als het toestel de maximumsnelheid bereikt.

De lucht die de motor in stroomt, wordt dan ruim 1000 °C, en het koelsysteem moet de temperatuur pijlsnel omlaag brengen om te voorkomen dat de motor­onderdelen smelten.

Tijdens de test wist het koelsysteem de lucht binnen een twintigste van een seconde af te koelen tot -150 °C.

© SHUTTERSTOCK/Reaction Engines Ltd

Hybride motor benut zuurstof in de atmosfeer

De zogeheten Sabre is een combinatie van een straalmotor en een raketmotor. Door voor de verbranding zuurstof uit de atmosfeer te gebruiken, kan het vliegtuig zonder de grote zuurstoftanks die gewone raketten meezeulen.

Extreem hete lucht stroomt naar binnen

Tot op een hoogte van 25 km zuigt de motor aan de voorkant lucht naar binnen. Door de snelheid van mach 5 wordt die lucht meer dan 1000 °C.

Lucht wordt razendsnel afgekoeld

Een warmtewisselaar, die bestaat uit duizenden haarfijne buisjes met vloeibare waterstof, koelt de lucht binnen 1/20 seconde af tot -150 °C.

Water- en zuurstof drijven toestel aan

De lucht wordt vermengd met waterstof en in de raketmotor aangestoken. Pas op 25 km hoogte gaat het toestel over op zuurstof uit de tank.

Motor verandert van jet in raket

De Sabre-motor, die wordt ontwikkeld door het Britse bedrijf Reaction Engines, combineert de technologie van een straalmotor en een raketmotor.

Zolang het vliegtuig zich laag in de atmosfeer bevindt, zuigt de motor lucht aan, die hij samenperst, vermengt met waterstof en in de raketmotor tot ontbranding brengt.

Pas op 25 kilometer hoogte, waar de lucht te ijl is om deze te kunnen benutten, wordt de luchtinlaat gesloten en gaat de motor over op zuurstof uit de brandstoftank die het toestel aan boord heeft.

Hierna werkt de motor zoals een traditionele raketmotor, die de snelheid verhoogt tot 25 keer die van het geluid.

Het geheim zit hem in de lucht

Het idee van een raketmotor die zuurstof uit de omgeving gebruikt, is cruciaal voor het ruimtevliegtuig, want daardoor heeft hij veel minder vloeibare zuurstof nodig dan een gewone raket.

Dat bespaart gewicht en vergroot het draagvermogen, waarmee ESA onder meer astronauten en apparatuur naar het internationale ruimtestation ISS wil brengen.

Uit berekeningen blijkt dat een ruimtevliegtuig met de Sabre-motor net zo veel vracht naar de ruimte kan brengen als een eens zo zware raket nu.