ข่าว

วิศวกรเพิ่งยิงเครื่องมือระเบิดแบบหมุนที่ 'เป็นไปไม่ได้' เป็นครั้งแรก

วิศวกรเพิ่งยิงเครื่องมือระเบิดแบบหมุนที่ 'เป็นไปไม่ได้' เป็นครั้งแรก

สิ่งที่เป็นไปไม่ได้กลายเป็นไปได้: ทีมนักวิจัยที่ทำงานร่วมกับกองทัพอากาศสหรัฐฯเพิ่งสร้างและประสบความสำเร็จในการทดสอบแบบจำลองการทดลองของเครื่องยนต์ระเบิดแบบหมุนซึ่งใช้ระเบิดหมุนภายในช่องวงกลมเพื่อสร้างแรงขับที่มีประสิทธิภาพสูง

นี่เป็นข่าวที่สำคัญอย่างไม่น่าเชื่อเนื่องจากเครื่องยนต์ประเภทนี้ต้องการเชื้อเพลิงน้อยกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในทั่วไปที่ใช้ขับเคลื่อนจรวดในปัจจุบัน นี่อาจเป็นอนาคตของการนำเรือของเราขึ้นสู่อวกาศ: วิธีที่มีประสิทธิภาพและเบากว่ามาก

ดูเพิ่มเติม: นักวิทยาศาสตร์ร็อคเก็ต DIY อธิบายวิธีสร้างแท่นทดสอบเครื่องยนต์ร็อคเก็ต

การเผาไหม้กับการระเบิด

นี่คือสิ่งที่: การเผาไหม้เป็นกระบวนการที่ค่อนข้างช้าและควบคุมได้และเป็นผลมาจากปฏิกิริยาระหว่างเชื้อเพลิงกับออกซิเจนที่อุณหภูมิสูง เครื่องยนต์ที่ใช้การเผาไหม้เป็นเทคโนโลยีที่เรารู้จักกันมานานแล้ว

อย่างไรก็ตามการบุกเบิกโดยวิศวกรในปี 1950 การระเบิดเป็นเทคโนโลยีที่ค่อนข้างใหม่ มันปล่อยพลังงานจากมวลเชื้อเพลิงที่น้อยกว่าการเผาไหม้อย่างมีนัยสำคัญซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมนักวิทยาศาสตร์จรวดจึงคิดหาจรวดระเบิดแบบหมุนเพื่อลดน้ำหนักและเพิ่มแรงขับ มันรวดเร็ววุ่นวายและเราคาดการณ์ได้ไม่ดีนักซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงเป็นเรื่องยากที่จะบรรลุและยั่งยืน

มันได้ผล!

ตอนนี้ทีมวิศวกรจากมหาวิทยาลัย Central Florida ซึ่งทำงานร่วมกับโครงการ Rotating Detonation Rocket Engine ที่ห้องปฏิบัติการวิจัยของกองทัพอากาศดูเหมือนจะคิดได้แล้ว

แบบจำลองห้องปฏิบัติการที่ใช้งานได้คืออุปกรณ์ทดสอบทองแดงขนาด 3 นิ้วโดยใช้ไฮโดรเจนและออกซิเจนผสมกันเป็นเชื้อเพลิง

Kareem Ahmad ผู้ช่วยศาสตราจารย์ในภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลและการบินและอวกาศของ UCF กล่าวว่า "การศึกษานี้นำเสนอหลักฐานการทดลองเกี่ยวกับการระเบิดของจรวดขับดันไฮโดรเจนและออกซิเจนที่ปลอดภัยและใช้งานได้เป็นครั้งแรกในเครื่องยนต์จรวดระเบิดแบบหมุนได้การระเบิดยังคงอยู่ อย่างต่อเนื่องจนกว่าคุณจะตัดเชื้อเพลิงออกเราได้ทดสอบถึง 200 lbf แต่แรงขับจะเพิ่มขึ้นในเชิงเส้นตามการไหลของมวลจรวด "

ความลับคือการปรับแต่ง

เพื่อให้บรรลุผลสำเร็จในการปฏิวัตินี้นักวิจัยจำเป็นต้องปรับแต่ง

ทีมงานได้สร้างสมดุลของไฮโดรเจนและออกซิเจนอย่างระมัดระวังซึ่งพวกเขาได้ทดลองใช้กับเครื่องยนต์จรวดระเบิดแบบหมุนได้ขนาดเล็ก 3 นิ้วซึ่งได้รับการออกแบบใหม่หลังจากที่ออกแบบโดยห้องปฏิบัติการวิจัยของกองทัพอากาศสหรัฐฯ

ตามที่ Ahmed กล่าวว่า "เราต้องปรับขนาดของเครื่องบินไอพ่นที่ปล่อยจรวดขับดันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผสมสำหรับส่วนผสมของไฮโดรเจน - ออกซิเจนในท้องถิ่นดังนั้นเมื่อการระเบิดแบบหมุนเกิดขึ้นสำหรับส่วนผสมใหม่นี้ก็ยังคงอยู่ได้เพราะถ้าคุณมี ส่วนผสมของคุณออกเล็กน้อยมันจะมีแนวโน้มที่จะยุบตัวหรือไหม้ช้าแทนที่จะระเบิด "

มันได้ผล ทีมงานได้ฉีดเครื่องตรวจจับก๊าซมีเทนเข้าไปในไฮโดรเจนและใช้กล้องเพื่อจับคลื่นการระเบิด

จากข้อมูลของทีมงานภาพเหล่านี้แสดงให้เห็นการระเบิดร่วมหมุนห้าคลื่นอย่างต่อเนื่องซึ่งเคลื่อนที่ในทิศทางทวนเข็มนาฬิกา

คุณสามารถชมวิดีโอการยิงจรวดด้านล่างนี้

ผลลัพธ์ที่แหวกแนวสร้างกระแสในหมู่ชุมชน

ตามที่วิลเลียมฮาร์กัสผู้ซึ่งเป็นหัวหน้าโครงการเครื่องยนต์จรวดหมุนระเบิดของห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพอากาศผลการวิจัยได้สร้างคลื่นลูกใหม่ในชุมชนการวิจัยระหว่างประเทศ "ขณะนี้หลายโครงการกำลังตรวจสอบการเผาไหม้ระเบิดของไฮโดรเจนอีกครั้งภายในเครื่องยนต์จรวดระเบิดที่หมุนได้เนื่องจากผลลัพธ์เหล่านี้"

นี่เป็นข่าวที่น่าตื่นเต้น การออกแบบเครื่องยนต์กำลังได้รับการประเมินว่าสามารถทดแทนจรวด RL-10 ของ Aerojet Rocketdyne ได้ตาม New Atlas "กองทัพอากาศสหรัฐฯกำหนดเป้าหมายในการทดสอบการบินปล่อยจรวดภายในปี 2568 และเรามีส่วนร่วมในการบรรลุเป้าหมายดังกล่าว" Ahmed กล่าว

การหมุนเครื่องยนต์ระเบิดสามารถแบ่งเบาน้ำหนักบรรทุกจรวดลดต้นทุนในการปล่อยจรวดและยิ่งไปกว่านั้นอาจส่งผลให้การใช้เชื้อเพลิงในเรือของกองทัพเรือสหรัฐฯลดลง 25%

ทีมงานได้ตีพิมพ์ผลการศึกษาในวารสาร การเผาไหม้และเปลวไฟ.


ดูวิดีโอ: ลา 2 คนรายบกยงวศวกรหนมดบ ตอหนาเมย-ลกนอยอาย 20 วน ยนไมตดประเดนใดทง (ตุลาคม 2021).