Joop Wenstedt
‘De onlangs gepresenteerde warmtewisseltechniek van het raketmotorconcept SABRE van Reaction Engines kan worden toegepast om normale straalmotoren zo’n vijf tot tien procent minder brandstof te laten verbruiken.’
Dat laat technisch directeur Richard Varvill van Reaction Engines in het Britse vakblad Flight International weten.
De technologie in de SABRE (Synergetic Air-Breathing Rocket Engine) maakt het mogelijk hete lucht (1.000 graden Celsius) af te koelen tot min 150 graden Celsius. Deze zeer koude lucht wordt dan gebruikt om waterstof te laten ontbranden. SABRE is een in ontwikkeling zijnde raketmotor die een lading met één enkele trap in een baan om de aarde moet kunnen brengen.
De warmtewisseltechniek uit de SABRE is nu goed gekeurd door de Europese luchtvaartautoriteiten, wat een scala aan mogelijkheden biedt voor conventionele straalmotoren. Zo kunnen de compressorbladen beter worden gekoeld. Die werken immers in een omgeving waarbij de temperatuur hoger is dan de smelttemperatuur van de bladen; normaliter vindt koeling plaats door koele lucht in kanaaltjes door de schoepen te persen. Dat zou nu beter kunnen waardoor het mogelijk is hogere verbrandingstemperaturen te bereiken, wat het rendement van de motor verhoogt.
Ook is het mogelijk om de hitte van de uitlaat terug te voeren naar de verbrandingskamers, zodat hitte die anders verloren gaat toch rendement kan opleveren, een techniek die al wordt toegepast in energiecentrales die werken met gasturbines.
Maar om deze mogelijkheden optimaal te benutten, ontstaat er een andere uitdaging. De smeermiddelen voor de snel roterende onderdelen moeten nog worden ontwikkeld. Zelfs de beste synthetische olie verdampt bij dergelijke temperaturen. En behalve smeren is het middel een belangrijke factor in het koelen, waarbij de olie op haar beurt weer wordt gekoeld door de brandstof. Op deze manier wordt tevens voorkomen dat de brandstof bevriest in de leidingen.
‘De mogelijkheden en uitdagingen zijn fors, dat is inherent aan geavanceerde techniek’, aldus Varvill.
