Lo SpaceLiner è un concetto di velivolo suborbitale ipersonico sviluppato da un team del German Aeronautics and Space Center ( Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt ) dal 2005.
Il veicolo, che decolla verticalmente come una navetta spaziale, si compone di due fasi: una fase di accelerazione e una fase superiore dotata di ali (orbiter), progettato per 50 passeggeri. Un totale di undici motori (9 per la fase di accelerazione e 2 per l'orbiter) alimentati con ossigeno liquido e idrogeno liquido azionano lo SpaceLiner.
Quando i motori sono fermi, lo stadio superiore è in grado di coprire grandi distanze ad altissima velocità in volo planato. A seconda della missione, è possibile raggiungere altitudini di 80 chilometri e numeri di Mach superiori a 20. Ciò consente allo SpaceLiner di coprire la distanza tra l'Australia e l'Europa in 90 minuti e di viaggiare dall'Europa alla California in meno di 60 minuti.
L'accelerazione massima raggiunta durante il volo è limitata a 2,5 g ; meno di quanto hanno dovuto sopportare gli astronauti durante un volo sulla navetta spaziale americana. Inoltre, la cabina in cui si trovano i passeggeri è una capsula di salvataggio. In caso di problemi, può essere separato dal resto dell'orbiter, per consentire ai passeggeri di tornare in sicurezza sulla Terra.
La messa in servizio di un primo sistema operativo sarebbe, secondo il DLR, possibile tra il 2040 e il 2050. Un aspetto centrale del concept è la possibilità di riutilizzare uno SpaceLiner in numerose occasioni e di produrlo in serie come si fa nell'aeronautica. Questa è la chiave per un sistema che deve essere più conveniente rispetto agli attuali sistemi spaziali. È necessario raccogliere una sfida importante. Questo per migliorare la sicurezza e l'affidabilità dei componenti dei veicoli spaziali come i motori, in modo che possano essere presi in considerazione per il trasporto quotidiano di passeggeri.
Al momento lo SpaceLiner è in fase di sviluppo grazie alle risorse interne del DLR, ma anche nell'ambito di due progetti finanziati dall'Unione Europea nell'ambito del settimo programma quadro dell'Unione Europea : FAST 20XX e CHATT . Allo sviluppo dello SpaceLiner partecipano anche molti altri istituti e aziende dei settori aeronautico e spaziale in Europa.
Per il momento, lo SpaceLiner è in fase di pre-progettazione. La bozza preliminare si sta evolvendo sulla base dei risultati di studi e analisi precedenti, nonché del numero crescente di sottosistemi integrati nello SpaceLiner e la cui progettazione sta diventando più precisa. Allo stesso tempo, sono allo studio varianti dello SpaceLiner con caratteristiche diverse e che devono adempiere a diverse missioni, ad esempio. Questi risultati contribuiscono anche al processo di sviluppo di SpaceLiner.
SpaceLiner 2 corrisponde alla prima versione di SpaceLiner, per la quale è stato preso in considerazione un sistema di raffreddamento attivo per componenti severamente testati durante il rientro .
SpaceLiner 4 è il risultato di un miglioramento delle caratteristiche dinamiche di volo e aerodinamiche di SpaceLiner 2. Questa versione è stata utilizzata come riferimento nel progetto di ricerca FAST20XX , finanziato dall'Unione Europea , per studiare più precisamente sperimentalmente e numericamente le tecnologie necessarie alla realizzazione di lo SpaceLiner.
SpaceLiner 7 è la versione più recente di SpaceLiner attualmente in fase di revisione presso DLR. L'ottimizzazione numerica ha dimostrato che il passaggio da una configurazione a doppia ala delta ad un'ala delta si traduce in migliori proprietà aerodinamiche, termiche e strutturali in condizioni di volo ipersonico . I sottosistemi attualmente in fase di progettazione e ottimizzazione sono la cabina passeggeri compreso il sistema di soccorso, serbatoi criogenici , il sistema di alimentazione del carburante (compreso un sistema di trasferimento del carburante dal serbatoio alla fase di accelerazione ai motori del veicolo passeggeri) e lo scudo termico .
Inoltre è attualmente allo studio una versione di Spaceliner che trasporta fino a 100 passeggeri e con un raggio d'azione ridotto. Questo è indicato come: SL7-100. I viaggi che interessano lo SpaceLiner sono stati classificati in tre categorie a seconda della distanza da percorrere, categoria 1 è quella corrispondente alle distanze più lunghe e di maggior interesse economico per lo SpaceLiner e categoria 3 corrisponde alle distanze più brevi finora. economicamente interessante. Queste categorie corrispondono a diverse configurazioni del veicolo:
| Caratteristiche | Piano passeggeri (versione 50 passeggeri) |
Fase di accelerazione (versione lunga) |
Totale (rotta Australia-Europa) |
|---|---|---|---|
| Lunghezza: | 65,0 m | 82,3 m | |
| Apertura alare : | 33,0 m | 36,0 m | |
| Altezza: | 12,0 m | 8,6 m | 21,5 m |
| Lunghezza cabina: | 15,3 m | ||
| Diametro max della fusoliera : | 6,8 m | 8,6 m | |
| Massa vuota: | 145 t | 170 t | 315 t |
| Peso al decollo: | 380 t | 1.460 t | 1.840 t |
| Massa di propellenti : | 215 t | 1.285 t | 1.500 t |
| Massa allo spegnimento dei motori: | 160 t | 180 t | |
| Altitudine massima raggiunto: | circa 80 km | circa 75 km | |
| Velocità massima : | 7 km / s ( 25.200 km / h ) | 3,7 km / s ( 13.300 km / h ) | |
| Numero di Mach max. : | 24 | 14 | |
| Raggio massimo di lavoro : | circa 18.000 km | ||
| Numero di motori: | 2 | 9 | 11 |
Si prevede che SpaceLiner utilizzi un solo tipo di motore criogenico riutilizzabile, funzionante secondo il principio della combustione a fasi . Il rapporto di espansione dell'ugello viene adattato in base alla missione in fase di accelerazione o all'autovettura. I propellenti utilizzati sono ossigeno liquido e idrogeno liquido . Questi propellenti, se combinati, sono molto energetici pur rimanendo ecologici, poiché la loro combustione si traduce solo in vapore acqueo .
| Caratteristiche | Piano passeggeri | Fase di accelerazione |
|---|---|---|
| Rapporto di miscelazione : | 6.0 | |
| Pressione nella camera di combustione: | 16,0 MPa | |
| Portata dei propellenti (per motore): | 518 kg / s | |
| Rapporto di espansione : | 59.0 | 33.0 |
| Impulso specifico (nel vuoto): | 449 s | 437 s |
| Impulso specifico (a terra): | 363 s | 389 s |
| Spinta dal motore (nel vuoto): | 2268 kN | 2206 kN |
| Spinta del motore (a terra): | 1830 kN | 1961 kN |