piątek, 25 września, 2020
- Reklama -

Oszczędny silnik rakietowy może umożliwić tańszy, lżejszy statek kosmiczny

Wystrzelenie czegoś w kosmos wymaga dużo paliwa. Wysłanie promu kosmicznego NASA na orbitę wymagało ponad 3,5 miliona funtów paliwa.

   Ale nowy typ silnika – zwany obrotowym silnikiem detonacyjnym – może sprawić, że rakiety będą nie tylko bardziej oszczędne pod względem zużycia paliwa, ale również będą bardziej lekkie i mniej skomplikowane w budowie. Jest tylko jeden problem: w tej chwili ten silnik jest zbyt nieprzewidywalny, aby można go było użyć w rzeczywistej rakiecie.

   Naukowcy z University of Washington opracowali model matematyczny opisujący działanie tych silników. Dzięki tym informacjom inżynierowie mogą po raz pierwszy opracować testy w celu ulepszenia tych silników i zwiększenia ich stabilności. Zespół opublikował te wyniki 10 stycznia w Physical Review.

University of Washington / Steve Ginn flickr.com

„Pole obracających się silników detonacyjnych jest wciąż w powijakach. Mamy mnóstwo danych na temat tych silników, ale nie rozumiemy, co się dzieje” – powiedział główny autor James Koch, doktorant UW z dziedziny aeronautyki i astronautyki. „Próbowałem przekształcić nasze wyniki, patrząc na formacje wzorów zamiast zadawać pytania techniczne – na przykład jak uzyskać silnik o najwyższej wydajności – a potem boom, okazało się, że działa”.

   Konwencjonalny silnik rakietowy działa poprzez spalanie paliwa, a następnie wypchnięcie go z tylnej części silnika w celu wytworzenia ciągu.

- Reklama -

 „Obrotowy silnik detonacyjny ma inne podejście do spalania paliwa napędowego” – powiedział Koch. „Składa się z koncentrycznych cylindrów. Pęd przepływa przez szczelinę między cylindrami, a po zapłonie szybkie uwalnianie ciepła tworzą falę uderzeniową, silny puls gazu o znacznie wyższym ciśnieniu i temperaturze, który porusza się szybciej niż prędkość dźwięku .

   „Ten proces spalania jest dosłownie detonacją – eksplozją – ale za tą początkową fazą rozruchu widzimy pewną liczbę stabilnych impulsów spalania, które nadal zużywają dostępny gaz napędowy. To wytwarza wysokie ciśnienie i temperaturę, które napędzają spaliny z tyłu silnika przy dużych prędkościach, które mogą generować ciąg.”

 Konwencjonalne silniki wykorzystują wiele maszyn do kierowania reakcją spalania i kontrolowania jej, tak że generuje ona pracę potrzebną do napędzania silnika. Ale w obracającym się silniku detonacyjnym fala uderzeniowa naturalnie robi wszystko bez potrzeby dodatkowej pomocy ze strony części silnika.

   „Wstrząsy spowodowane spalaniem w naturalny sposób kompresują przepływ podczas przemieszczania się wokół komory spalania” – powiedział Koch. „Minusem tego jest to, że te detonacje mają swój własny umysł. Gdy coś zdetonujesz, to po prostu idzie. Jest tak gwałtowny”.

   Aby spróbować opisać działanie tych silników, naukowcy opracowali najpierw eksperymentalny silnik z detonacją obrotową, w którym mogliby kontrolować różne parametry, takie jak wielkość szczeliny między cylindrami. Następnie zarejestrowali procesy spalania za pomocą kamery o wysokiej prędkości. Każdy eksperyment trwał tylko 0,5 sekundy, ale naukowcy zarejestrowali te eksperymenty z prędkością 240 000 klatek na sekundę, aby mogli zobaczyć, co dzieje się w zwolnionym tempie.

 Następnie naukowcy opracowali model matematyczny naśladujący to, co widzieli na filmach.

   „Jest to jedyny model w literaturze, który jest obecnie w stanie opisać różnorodną i złożoną dynamikę tych wirujących silników detonacyjnych, które obserwujemy w eksperymentach” – powiedziała J. Nathan Kutz, profesor matematyki stosowanej na UW.

   Model ten pozwolił naukowcom po raz pierwszy ustalić, czy silnik tego typu będzie stabilny czy niestabilny. Pozwoliło im to również ocenić, jak dobrze działa dany silnik.

   „To nowe podejście różni się od konwencjonalnej wiedzy w tej dziedzinie, a jego szerokie zastosowania i nowe spostrzeżenia były dla mnie całkowitym zaskoczeniem” – powiedział Carl Knowlen, profesor nadzwyczajny UW z dziedziny aeronautyki i astronautyki.

  W tej chwili model nie jest jeszcze gotowy do użycia przez inżynierów.

Panattoni Europe przejmuje sektor logistyczny w centralnej Polsce

Łódź wraca do swoich korzeni jako dzielnica przemysłowa i umacnia swoją pozycję jako bastion dystrybucji w Europie Środkowo-Wschodniej, budując Central European Logistics...

Wielka Brytania w ciągu doby zanotowała aż 121 zgonów

Wielka Brytania w ciągu doby zanotowała aż 121 zgonów. Brytyjskie Ministerstwo Zdrowia zauważyły, że tak duży wzrost zgonów wynika z faktu opóźnionego...

Olga Tokarczuk zdobywa Nagrodę Nobla w dziedzinie literatury na rok 2018

Polska pisarka Olga Tokarczuk została laureatką Nagrody Nobla w dziedzinie literatury na rok 2018. Dwie nagrody zostały ogłoszone w tym roku po...

Joaquin Phoenix niesamowite słowa po otrzymaniu Oscara

Joaquin Phoenix urodzony 28 października 1974 roku to 45-letni aktor mieszkający na Portoryko, który wcielił się w rolę bohatera w filmie pt."Joker"...

Ekspansja zagraniczna z pomocą PAIH

Po obsłudze rynku krajowego polskie firmy są gotowe wyjść ze strefy komfortu i odkryć nowe możliwości za granicą. Poruszanie się po niezbadanych...

Mikrobiologiczne DNA we krwi pacjenta może być znamiennym objawem raka

Kiedy Gregory Poore był studentem pierwszego roku studiów, jego zdrowa babcia była zszokowana, gdy dowiedziała się, że ma późny rak trzustki....

Misja księżycowa – podpisano Europejski kontrakt na wyposażenie misji , której nie było od 52 lat

Europejska Agencja Kosmiczna zwróciła się do firmy lotniczej Airbus o zbudowanie kolejnego modułu serwisowego dla amerykańskiej kapsuły załogowej Orion.

Ojciec Trzech Milionerów otrzymuje diagnozę, która rodzi pytania

Otrzymanie niepokojącej diagnozy zdrowotnej jest trudne samo w sobie. Kiedy Richard Mason dowiedział się, że cierpi na mukowiscydozę, cały jego świat upadł w...

George Floyd. Gwardia Narodowa rozmieszczona w Minneapolis po brutalnych starciach

Gwardia Narodowa USA zostala rozlokowana do Minneapolis po brutalnych starciach po smierci nieuzbrojonego czarnego czlowieka w areszcie policyjnym. George...

Balladyna przez komórkę

Pandemia koronawirusa niestety nie opuściła jeszcze naszego kraju na dobre. W związku z tym dostęp do wszelakich imprez kulturalnych może być nieco...

Kiedy mogę znów spotykać się z przyjaciółmi?

Jeżeli zastanawiasz się nad powrotem do normalności i spotykaniem się z ludźmi twarzą w twarz, to musisz wiedzieć, że oficjalne źródła odradzają...

Straż przybrzeżna planuje dodanie dronów do floty powietrznej

Oczekuje się, że w najbliższej przyszłości Drony odegrają rolę w operacjach poszukiwawczo-ratowniczych straży przybrzeżnej (SAR). Agencja Straży Morskiej i...

Wiadomości z Polski koronawirus, jak kończy się kwiecień 2020 r.

Wiadomości z Polski koronawirus Czasy są z pewnością niezwykłe – pandemia Koronawirusa, widmo kryzysu gospodarczego, wyborczego, sądowniczego zawisły nad Polską....

Co nowego w Europie?

Rosja odnotowała kolejne 232 zgony, największą liczbę w ciągu doby, co daje łączną liczbę 4374. Liczba ofiar śmiertelnych również może być zaniżona,...

Zagraniczne owoce sprzedawane jako polskie

Informacja przy produkcie jednoznacznie wskazywała Polskę, tymczasem warzywa i owoce pochodziły z innych krajów. Urząd ochrony konkurencji i konsumentów...

Wstępne reakcje na awaryjny pakiet fiskalny polskiego rządu są pomieszane

Ocena rządowych wniosków w sprawie nadzwyczajnych bodźców ekonomicznych o wartości 212 mld zł (46,8 mld euro) nie była ogólnie entuzjastyczna. Chociaż pełny...

Aktor Bollywood-u czarteruje samoloty dla zablokowanych pracowników

Indyjski bollywoodzki aktor Sonu Sood wyczarterował lot, aby zabrać do domu ponad 170 kobiet, które zostały uwięzione w fabryce w południowym stanie...

Polska znosi obowiązek noszenia masek

Według rzecznika rządu Piotra Müllera urzędnicy mają w środę ogłosić szczegóły, w jaki sposób kraj planuje znieść więcej ograniczeń zapobiegawczych COVID-19.

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Please enter your comment!
Please enter your name here