 В университете Алабамы в Хантсвилле проводится исследование по гибридному ракетному топливу, которое может привести к более простым, безопасным и экономичным ракетным двигателям для космических миссий.
Ученые экспериментировали с различными размерами твердых зерен топлива, чтобы увидеть, как они горят при различных давлениях в камере сгорания и расходе окислителя в целях повышения производительности гибридных двигателей. Это очередной создании гибридных двигателей - которые станут более безопасной альтернативой твердых или жидких двигателей.
Повышение эффективности связано с повышением скорости регрессии топлива. Другими словами, чем быстрее сжигается твердое топливо быстрее, тем быстрее что оно отступает назад от фронта пламени. Увеличение скорости регрессии топлива приведет к уменьшению количества несгоревшего топлива - так что ракете не придется переносить этот убойный вес. Что в конечном итоге позволит использовать меньший размер двигателя для того же результата полета, или увеличить полезную нагрузки за счет экономии веса.
Совершенствование гибридных двигателей интриговала ракетостроителей во всем мире, поскольку гибридный двигатель предлагает больше преимуществ, чем обычные твердотопливные ракетные двигатели и жидкотопливные окислительные двигатели. В гибридном двигателе один пропеллент является твердым, а другой представляет собой жидкость.
Половина уравнения горения в твердом теле имеет преимущества над сочетанием жидкость/жидкость за счет веса и экономии средств, поскольку половине из клапанов и сопутствующего оборудования необходимо давление и устранение контрольных жидкостей. И в отличие от твердотопливного двигателя, гибрид может быть запущен и остановлен.
Но аксиальной инжекции на конце сжигания в гибридной конструкции немного отличается, чем у обычных гибридов. В новом гибридном двигателе Хитт окислитель нагнетают через пористый твердый источник топлива, и горение происходит на конце этого топлива.
Гранулы топлива, имеющие кислород, проходят через трубку с одного конца и сжигаются на другом. Посредством регулирования потока кислорода, двигатель может быть запущен или остановлен.
По словам одного из ведущих исследователей, в типичном гибриде, где используется твердое топливо, кислород вводится в порты внутреннего сгорания в топливе. Эффективность является проблемой, так как обычные гибриды имеют низкий уровень регрессии. Это приводит к требованию многочисленных портов со сложной геометрией топлива зерна, чтобы получить скорость потока вверх топлива. Топливо со сложной геометрией дорого в производстве.
Новая конструкция увеличивает скорость регрессии. В ней используется полиэтилен в качестве твердого топлива и газообразный кислород в качестве окислителя.
В обычном гибридном топливе, скорость, с которой окислитель нагнетается, изменяет скорость регрессии топлива. В новом гибриде скорость регрессии является результатом давления в камере – примерно так, как работают твердые двигатели, в отличие от обычных гибридных двигателей. Осевой гибрид имеет более высокую скорость регрессии топлива, что означает менее сложные геометрии в зернах топлива.
|
