Аэрокосмический стартап Polaris Raumflugzeuge получил контракт от Bundesamt für Ausrüstung, Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr (BAAINBw) правительства Германии (Федеральное управление по оборудованию, информационным технологиям и поддержке в процессе эксплуатации) на разработку и управляйте революционным двигателем Linear AeroSpike (LAS), который заменяет обычное ракетное сопло изогнутой пробкой в форме стенки.
Обычные ракеты можно легко обнаружить по их колоколообразным соплам, которые ускоряют выброс горячих газов. камеры сгорания. Это удивительно успешная конструкция, которая мало изменилась за столетие, но все еще оставляет желать лучшего, особенно потому, что химические ракеты уже работают близко к своему теоретическому пределу.
В качестве альтернативы инженеры рассматривают LAS с 1950-х годов. Идея аэродинамического двигателя, разработанного на основе старых двигателей со штепсельным соплом, заключается в том, что он берет обычное сопло ракетного колокола и отрезает одну его сторону.
Наземные испытания двигателя AeroSpike НАСА
Сопло ракетного колокола работает, ускоряя пороховые газы, контролируя их расширение. Это достигается за счет геометрии раструба, рассчитанной на определенное давление окружающего воздуха. Это вызывает проблему, потому что давление воздуха меняется с высотой, а это означает, что ракета, предназначенная для уровня моря, теряет свою эффективность по мере подъема.
Это одна из причин многоступенчатых ракет. На больших высотах ускорителю нужен другой ракетный двигатель. Даже если это тот же двигатель, который используется для взлета, двигателю верхней ступени требуется другая конфигурация колокола, чтобы справиться с разницей в давлении.
Аэрошип обходит это за счет одной стороны шипа, имеющего такое же поперечное сечение. как сопло колокола, а другое открыто, а вверху находится ряд камер сгорания. Когда горячие газы покидают камеры, шип содержит одну сторону, а давление воздуха на другой стороне заменяет недостающее поперечное сечение раструба.
Сравнение обычной ракеты двигатель и аэродинамический шип НАСА
При правильной настройке шип будет оптимально настроен для работы на уровне моря. По мере того, как он поднимается и давление воздуха падает, виртуальный колокол будет расширяться, поддерживая эффективность двигателя. Это дает инженерам возможность создать двигатель, столь же эффективный, как и обычный, который будет работать от земли до космоса, а также будет проще, меньше и легче. Это означает, что больше места и веса высвобождается для большего количества топлива и возможности поднимать большие полезные грузы. Это также означает летательные аппараты с большими потолками высоты, дальностью полета и скоростью Маха плюс.
Проблема в том, что одно дело иметь дело с аэродинамическим двигателем в теории, а другое — построить его на практике. Самым большим препятствием является то, что они производят огромное количество тепла, для которого требуются новые материалы и системы охлаждения, а также технология 3D-печати для их производства.
Однако это не помешало НАСА разработать версию для своего преемника Space Shuttle, X-33/VentureStar, и испытание демонстратора холодного потока на задней части SR-71 Blackbird.
В соответствии с новым контрактом Polaris поручено разработать и запустить LAS. двигатель, который можно интегрировать в масштабный демонстрационный космический самолет, который больше и тяжелее, чем три предыдущих автомобиля, построенных компанией. В случае успеха это будет означать первый запуск авиадвигателя в полете.
