En raket ved hjælp af den nye virvelbrændstofteknologi udførte en testflyvning i oktober. Foto: Orbitec
Siden de tidlige dage af moderne raketry, med Robert H. Goddards banebrydende arbejde i midten af 1920'erne, har de fleste raketter været afhængige af en flydende brændstofmotor for at kaste dem til himlen. NASA:
Mens han arbejdede med raketter med fast drivmiddel, blev Goddard overbevist om, at en raket kunne drives frem bedre med flydende brændstof. Ingen havde nogensinde bygget en succesrig raket med flydende drivmiddel før. Det var en meget vanskeligere opgave end at bygge massivdrevne raketter. Brændstof- og iltbeholdere, turbiner og forbrændingskamre ville være nødvendigt. På trods af vanskelighederne opnåede Goddard den første succesrige flyvning med en flydende drivaket den 16. marts 1926.
I en motor med flydende brændstof, siger BBC, blandes højtryksbrændstof og en oxidator i forbrændingskammeret. Blandingen brænder varmt og producerer udstødning, der derefter tvinges gennem en dyse som bunden af skibet, og sender den til himlen. Men den enorme drivkraft fra en raket med flydende brændstof kommer selvfølgelig med sin egen nedadrettede: motoren bliver varm, "opad på 3.000 ° C (5.400 ° F)."
I de sidste par år har forskere imidlertid arbejdet med en ny teknologi for at overvinde motorens varmebalanceringslov. I stedet for at lade oxideringsmidlet og brændstoffet strømme ind i forbrændingskammeret normalt, pumper en ny type motor designet af Orbital Technologies Corporation oxidationsmidlet ind i motoren i en bestemt vinkel, en finjustering, der sætter en virvel af hvirvlende brændstof inde i motoren.
”Y placering af oxideringsdyserne ved bunden af forbrændingskammeret og retning af dem tangentielt mod den indre overflade af dets krumme vægge, ” siger BBC, raketforskernes tweak “producerer en ydre hvirvel af kølige gasser, der spiral op på væggene, der dannes en beskyttende, afkølende barriere. ”
Når dette møder toppen af kammeret, blandes det med raketbrændstof og tvinges indad og ned og danner en anden, indre, faldende hvirvel i midten af kammeret, der er koncentreret som en tornado. Den udstrømmende nedstrøm af varme højtryksgasser tvinges derefter gennem dysen bagpå kammeret og frembringer tryk.
Den dobbelte hvirvel inden i motoren holder den varme blanding væk fra forbrændingskammerets vægge, hvilket betyder, at de ikke vil blive berørt af de samme svævningstemperaturer, der påvirker normale væskeformede raketter.
Foruden at holde det ydre af systemet køligt, fungerer virvelen også til at forbrænde raketbrændstof mere effektivt ved at fremme en mere komplet blanding af brændstof og luft i et begrænset område. Derudover giver den længere bane af spindevirvler brændstoffet større mulighed for at brænde, hvilket betyder, at kammerets højde kan reduceres, hvilket giver en væsentlig besparelse af vægten - og derfor omkostningsbesparelser.
Mere fra Smithsonian.com:
Nå mod plads
