Rakieta wykorzystująca nową technologię paliwową Vortex przeprowadziła lot próbny w październiku. Zdjęcie: Orbitec
Od wczesnych czasów współczesnej rakiety, z pionierskim dziełem Roberta H. Goddarda w połowie lat dwudziestych XX wieku, większość rakiet polegała na silniku na paliwo ciekłe, aby zrzucić je na niebo. NASA:
Podczas pracy nad rakietami na paliwo stałe Goddard przekonał się, że rakietę można lepiej napędzać płynnym paliwem. Nikt nigdy wcześniej nie zbudował udanej rakiety na paliwo ciekłe. Było to znacznie trudniejsze zadanie niż budowanie rakiet na paliwo stałe. Potrzebne byłyby zbiorniki paliwa i tlenu, turbiny i komory spalania. Pomimo trudności Goddard osiągnął pierwszy udany lot rakietą na paliwo ciekłe 16 marca 1926 r.
W silniku na paliwo ciekłe, mówi BBC, paliwo wysokociśnieniowe i utleniacz mieszają się razem w komorze spalania. Mieszanka pali się na gorąco i wytwarza spaliny, które są następnie przepychane przez dyszę jako podstawę statku, wysyłając ją w niebo. Ale ogromny nacisk rakiety na paliwo ciekłe ma oczywiście swoją wadę: silnik nagrzewa się, „powyżej 3000 ° C (5400 ° F)”.
Jednak w ciągu ostatnich kilku lat naukowcy pracowali nad nową technologią w celu przezwyciężenia aktu równoważenia ciepła silnika. Zamiast pozwolić, aby utleniacz i paliwo dopłynęły normalnie do komory spalania, nowy typ silnika zaprojektowany przez Orbital Technologies Corporation pompuje utleniacz do silnika pod określonym kątem, co stanowi drobną modyfikację, która tworzy wir wirującego paliwa w silniku.
„Umieszczając dysze utleniacza u podstawy komory spalania i kierując je stycznie do wewnętrznej powierzchni zakrzywionych ścian”, mówi BBC, poprawa naukowców zajmujących się rakietami „wytwarza zewnętrzny wir chłodnych gazów, które spiralnie tworzą ściany ochronna bariera chłodząca. ”
Kiedy osiąga szczyt komory, jest mieszany z paliwem rakietowym i wtłaczany do wewnątrz i na dół, tworząc drugi, wewnętrzny, opadający wir pośrodku komory, który jest skoncentrowany jak tornado. Uciekający w dół strumień gorących gazów o wysokim ciśnieniu jest następnie przepychany przez dyszę z tyłu komory, wytwarzając ciąg.
Podwójny wir w silniku utrzymuje gorącą mieszankę z dala od ścian komory spalania, co oznacza, że nie zostaną dotknięte tymi samymi palącymi temperaturami, które wpływają na normalne rakiety zasilane cieczą.
Poza utrzymywaniem chłodu na zewnątrz systemu, wir działa również w celu wydajniejszego spalania paliwa rakietowego poprzez promowanie pełniejszego mieszania paliwa i powietrza w ograniczonym obszarze. Ponadto dłuższa ścieżka wirujących wirów daje paliwie więcej możliwości spalania, co oznacza, że wysokość komory może zostać zmniejszona, co zapewnia znaczną oszczędność masy, a tym samym oszczędności kosztów.
Więcej z Smithsonian.com:
Sięgając w stronę kosmosu
