Nowy pomysł na silnik od NASA - silnik z detonacją obrotową

NASA z powodzeniem przetestowała wydrukowany w 3D silnik rakietowy, silnik z detonacją obrotową, który ma potencjał do poprawy wydajności paliwa do 5% i wystrzeliwania większych ładunków użytecznych do Układu Słonecznego. Silnik ten wykorzystuje naddźwiękowe fronty płomieni do wytwarzania ciągu i rozwiązuje problemy pulsacyjnych silników detonacyjnych, wytwarzając spójny i bardziej wydajny ciąg. NASA opracowała oparty na miedzi materiał do druku 3D, GRCOP-42, o wysokiej temperaturze topnienia i przewodności cieplnej, aby zaprojektować złożone geometrie dla silnika, w tym wtryskiwacze, komory spalania, kanały chłodzące i dyszę aerospike, która pozwala rakiecie działać wydajnie na różnych wysokościach. Jednak prototypy wciąż mają problemy z wytworzeniem długotrwałego ciągu i utrzymaniem stabilnego frontu detonacji.
0000 W tym odcinku dowiadujemy się, jak NASA przetestowała wydrukowany w 3D silnik rakietowy, który ma potencjał, aby znacznie poprawić wydajność paliwową rakiet nawet o 5%, co mogłoby zmniejszyć wagę paliwa dla rakiet i zwiększyć ich możliwości wystrzeliwania większych ładunków użytecznych dalej w głąb Układu Słonecznego. Rewolucyjny silnik z detonacją obrotową wykorzystuje naddźwiękowe fronty płomieni do wytworzenia ciągu i może wytworzyć większy ciąg przy tej samej objętości paliwa. Ten najnowszy test stanowi kulminację dziesięcioleci badań, dzięki nowo opracowanym metalom i technikom produkcji oraz najnowszym osiągnięciom w zakresie obliczeniowego modelowania dynamiki płynów. Obracający się silnik detonacyjny rozwiązuje również główne problemy pulsacyjnych silników detonacyjnych poprzez ciągłe obracanie się spiralnie wokół komory spalania w celu zapewnienia stałej siły ciągu.
0000 W tej części transkryptu omówiono wyzwania, jakie wiążą się z zaprzęgnięciem detonacji do silników rakietowych, ponieważ są one niestabilne i trudne do kontrolowania. Wcześniej inżynierowie próbowali zapobiegać detonacji w silnikach rakietowych, ale dzięki postępowi technologicznemu, silniki detonacyjne mogą teraz oferować znacznie większą wydajność energetyczną. Jednak wyzwaniem jest tutaj kontrola potężnego uwolnienia energii i zapobieżenie zniszczeniu silnika. NASA opracowała nowy materiał, GRCOP-42, który jest specjalnie opracowanym stopem metali o wysokiej temperaturze topnienia i przewodności cieplnej. Materiał ten może być wykorzystywany do metalicznego druku 3D, pozwalając na tworzenie skomplikowanych geometrii.
0000 W tej części transkrypt wyjaśnia, w jaki sposób inżynierowie NASA wykorzystali druk 3D do zaprojektowania i wyprodukowania części do obrotowego silnika detonacyjnego, takich jak wtryskiwacze, komora spalania i kanały chłodzące. W szczególności wykorzystali diody cieczowe do obsługi przepływu wstecznego, które są niemożliwe do wyprodukowania przy użyciu tradycyjnych narzędzi skrawających. Dodatkowo, silnik posiada dyszę aerospike, która pozwala rakiecie działać bardziej efektywnie na różnych wysokościach poprzez automatyczną kompensację zmian ciśnienia zewnętrznego. Choć obiecujące, opracowane do tej pory prototypy silników z detonacją obrotową wciąż mają problemy z wytworzeniem długotrwałego ciągu i utrzymaniem stabilnego frontu detonacji.
0000 W tej części filmu omówiono udany test NASA z użyciem materiału z miedzianego silnika detonacyjnego wydrukowanego w 3D, który przetrwał prawie dwie minuty i z powodzeniem inicjował wielokrotnie front detonacyjny. Największym wyzwaniem stojącym przed inżynierami tego typu silników jest stworzenie modeli przepływu, które pozwolą przewidzieć niestabilności oraz opracowanie metod kontroli tych niestabilności spalania.
#nasa #silnik #rakieta