Прототип ракетного двигателя сгорает для получения топлива во время полета

Возможно, уже на подходе ракеты, которые пожирают самих себя. Чтобы достичь орбиты, ракета должна поднять свою массу и массу своего топлива, а также любую полезную нагрузку, которую она пытается доставить в космос. Но если бы ракета могла сжигать свои собственные части в качестве топлива, она могла бы освободить мощности для транспортировки более важных научных проектов и материалов. Команда инженеров впервые построила прототип одного из таких «автофагальных двигателей».

Концепция ракеты, которая поедает свои собственные части, была впервые запатентована в 1938 году, но рабочий прототип так и не был построен, поскольку ее было бы сложно реализовать с помощью огромные ракеты которые исторически выполнили большинство запусков. Однако в последние годы популярность небольших спутников возросла, поэтому растет спрос на меньшие, более эффективные ракеты, которые не ограничены необходимостью нести в космос свой огромный вес.

Кшиштоф Бздык из Университета Глазго в Великобритании и его коллеги построили небольшой прототип ракетного двигателя, питающегося собственным топливным баком. Он недостаточно мощный, чтобы отправить что-либо в космос, но все же демонстрирует, что концепция работает. «Поскольку мы сжигаем фюзеляж, мы избавляемся от проблемы миниатюризации ракеты, поэтому, если вы хотите отправить небольшой полезный груз в космос, вы можете сделать это сразу, а не ждать миссии на более крупной ракете. ,” он говорит.

Исследователи представят свою работу на научно-техническом форуме Американского института аэронавтики и астронавтики во Флориде 10 января. Двигатель называется Уроборус-3, в честь древнего символа змеи, пожирающей собственный хвост.

Подобно легендарной змее, двигатель устроен так, чтобы пожирать собственную заднюю часть по мере использования энергии. ракетное горючие содержится там. «По мере того, как вы сжигаете топливо, у вас остаются пустые баки, в которых остается вся эта структурная масса, которая бесполезна», — говорит Бздык. «Итак, мы поглощаем этот мертвый груз, чтобы вам не приходилось нести его с собой по пути вверх, и это позволяет вам переносить больше массы в космос».

В прототипе, когда кислород и пропан, составляющие основное топливо двигателя, сгорают, пластиковая трубка, в которой находится это топливо, также подается в двигатель. Эта трубка составляет до одной пятой всего топлива, используемого для сжигания, что обеспечивает тягу около 100 ньютонов — всего примерно в четыре раза больше силы, чем требуется, чтобы разбить яйцо.

Сейчас команда работает над более масштабным прототипом, который сможет обеспечить тягу около 1000 ньютонов, что примерно в шесть раз меньше, чем потребуется двигателю для достижения этой цели. суборбитальное пространство и примерно одну двадцатую того, что ему понадобится для выхода на орбиту.

«Благодаря дополнительным испытаниям они смогут увеличить масштаб ракеты… [but] иногда расширение масштабов не является тривиальным, легким или вероятным», — говорит Хайм Бенароя в Университете Рутгерса в Нью-Джерси. Задачи включают в себя обеспечение того, чтобы пластиковый фюзеляж сгорал и подавался в двигатель с постоянной скоростью, а также тестирование того, как сгорающие части ракеты меняют ее форму и, следовательно, траекторию полета.

Аутофаговые двигатели не только могут повысить эффективность запусков, но и помочь смягчить проблему космический мусор – остатки космических кораблей, которые летают по орбите и могут поставить под угрозу другие спутники. Если вместо этого сгорят баки с отработанным топливом, которые обычно сбрасываются в атмосферу или оставляются на орбите, это может стать небольшим шагом к решению этой проблемы, говорит он. Хью Льюис в Университете Саутгемптона в Великобритании.

Темы: