Sausumos greičio rekordai – ateities kosminių skrydžių saugumui didinti  (0)

Raketiniu-reaktyviniu automobiliu sausumos greičio rekordą siekianti pagerinti konstruktorių grupė galbūt suteiks labai svarbų impulsą besiformuojančiai kosmoso turizmo rinkai – saugų raketinį variklį. 2013-aisiais skriedamas sūriu Hakskeen Pan lygumos Pietų Afrikos Respublikoje paviršiumi, reaktyvinis automobilis „Bloodhound SuperSonic Car“ turėtų pasiekti 1600 km/h greitį. Dabartinis sausumos greičio rekordas – 1227 km/h, o jį 1997 m. automobiliu „Thrust SSC“ pasiekė „Bloodhound SSC“ taipogi pilotuosiantis Endis Grynas (Andy Green).

Tokias viltis puoselėja Denielis Džiabas (Daniel Jubb) – karinių raketų variklių įmonės „Falcon Project Limited“ (FPL) Mohavyje (Kalifornija, JAV) įkūrėjas ir vyriausiasis raketinės konstrukcijos automobilio „Bloodhound SuperSonic Car“ inžinierius.

Naujasis reaktyvinis monstras savo išvaizda primena besparnį orlaivį. Tiesioginiai padangių skrydžių atributai automobilio konstrukcijoje – reaktyvinio naikintuvo „Eurofighter Typhoon“ variklis ir hibridinis skysto/kieto kuro raketinis variklis, sukurtas minėtoje bendrovėje FPL. Raketiniam varikliui degalus tieks, t. y., degalų siurblio funkciją atliks „Formulės-1“ boliduose montuojamas „Cosworth“ variklis.

Prieš apsistodama ties hibridine raketinio variklio atmaina, bendrovė FPL svarstė įvairiausius galios agregato variantus. Kieto kuro raketiniai varikliai netiko dėl to, jog sykį užvedus, jų nebegalima išjungti – net jei to trūks plyš reikėtų dėl gresiančio pavojaus. Tokio tipo raketiniai varikliai nesiliauja griaudėję, pakol juose sudega paskutinis kietojo kuro gramas – kažkas panašaus į ekstremalų fejerverką, kuriam pradėjus šaudyti, atšaukti „spektaklį“ galimybių nebėra.

Tada konstruktoriai sukūrė dvigubus skysto kuro variklius, kuriems tiko įvairiausi degalai – žibalas, vandenilis arba alkoholis. Kad toks variklis veiktų, būtinas ir skystas oksidatorius, pavyzdžiui, azoto rūgštis, azoto tetroksidas, vandenilio peroksidas ar suskystintas deguonis.

„Tikrinome įvairiausius skysto kuro derinius, – pasakoja vyriausiasis variklio konstruktorius D. Džiabas. – Bet mums reikėjo itin kompaktiškos sistemos, kuri „Bloodhound SSC“ garantuotų 1600 km/h greitį pasiekti įgalinantį impulsą. Deja, nė viena iš „mikstūrų“ šio reikalavimo nepatempė.“ Iš esmės dėl to, jog visi skysto kuro variantai paprasčiausiai per daug svėrė.

„O itin žema temperatūra, kuri būtina suskystintam deguoniui, keltų pernelyg didelį pavojų mūsų pilotui Endžiui Grynui, – pridūrė projekto iniciatorius. – Tad mums kaip sudedamoji dalis netiko ir skystas deguonis.“

Svarbiausia kuriamo raketinio variklio charakteristika – specifinis impulsas, per kelias sekundes privalantis suteikti tiesiog pasiutusį pagreitį. „Mums reikia, kad „Bloodhound SSC“ 1600 km/h greitį pasiektų per 200 sekundžių, – teigia D. Džiabas. – Tad mums liko vienintelis pasirinkimas – hibridinis raketinis variklis.“

Iš pradžių FPL konstruktorių grupė planavo reaktyvinį automobilį aprūpinti hibridiniu raketiniu varikliu, kokį naudojo komercinių kosminių skrydžių bendrovė „Scaled Composites“ – jos erdvėlaivis „SpaceShipOne“ buvo pirmasis komercinis kosminis laivas, 2004-aisiais pasiekęs atmosferos ir atviro kosmoso ribą. Už šį pasiekimą bendrovei buvo įteikta 10 mln. JAV dolerių „Ansari X-Prize“ premija. „SpaceShipOne“ į orbitą iškėlė variklis, varomas kietojo kuro mišiniu (aviacine guma polibutadienu) bei skystu oksidatoriumi azoto suboksidu (N2O). Oksidatorius yra deguonies šaltinis, skirtas kietojo kuro degimo procesui palaikyti.

Tačiau 2007-aisiais, kai bendrovė „Scaled Composites“ savo poligone Mohavėje atlikinėjo bandymus su azoto suboksidu, sprogo talpykla su šiuo cheminiu junginiu. Incidento metu žuvo trys bandymuose dalyvavę inžinieriai.

Vaizdo siužetas

D. Džiabo grupė buvo bepradedanti konstruoti savą azoto suboksido raketinio variklio versiją, kai išgirdo apie Mohavėje įvykusią nelaimę. „Mums tai sukėlė didžiulį susirūpinimą, – neslėpė D. Džiabas. – Puolėme ieškoti, kokių dar yra įvykę incidentų naudojant azoto suboksidą.“

Ieškodami informacijos archyvuose, konstruktoriai prisikasė iki XX a. 4-ojo dešimtmečio įrašų. Juose buvo išdėstyta patirtis naudojant šią medžiagą. Paaiškėjo, jog azoto suboksidas yra linkęs sprogti, jei į jo sudėtį patenka priemaišų arba jis paveikiamas karščio ir/ar aukšto slėgio. To nežinojo ir incidentą patyrusios bendrovės „Scaled Composites“ konstruktoriai.

Vis tik FPL inžinieriams azoto suboksidas pasirodė per daug pavojingas, ir „Bloodhound SSC“ kūrėjų grupė nusprendė patikrinti, kaip veiktų 1971 m. Juntinės Karalystės palydovą „Prospero“ į orbitą iškėlusios raketos-nešėjos „Black Arrow“ kuras. Tai buvo koncentruotas vandenilio peroksidas, o britų „Black Arrow“ varikliuose jis buvo deginamas kartu su žibalu.

Kambario temperatūroje koncentruotas vandenilio peroksidas, skirtingai nei azoto suboksidas, yra skystos agregatinės būsenos. Tad jo nereikia laikyti aukšto slėgio sąlygomis. Vadinasi, ir sprogimo tikimybė dėl slėgio pažeidimo yra kur kas menkesnė. Be to, kaip tvirtina D. Džiabas, koncentruotas vandenilio peroksidas yra geresnis oksidatorius. Reaktyviniame „Bloodhound SSC“ automobilyje šis cheminis junginys bus naudojamas kartus su kietuoju kuru polibutadienu.

Tiesa, reaktyvinių variklių inžinierius Deividas Gibonas (David Gibbon) iš „Surrey Satellite Technology“ Gilforde (Jungtinė Karalystė) įspėja, jog vandenilio peroksidas irgi nėra panacėja. „Jis taipogi pavojingas, tik kitomis sąlygomis, – tvirtina britų reaktyvinių variklių ekspertas. – Koncentruotas vandenilio peroksidas taip pat gali netikėtai sprogti, jei jo sudėtyje ilgą laiką bus kokių nors priemaišų.“

Vis tik reaktyvinio automobilio kūrėjai yra linkę pasirinkti koncentruotą vandenilio peroksidą. Hibridinis raketinis „Bloodhound SSC“ variklis pirmiausiai bus išbandomas statiniu režimu. Testai turėtų būti atliekami per artimiausius tris mėnesius, kažkur Jungtinėje Karalystėje.

Net jei konstruojamam reaktyviniam monstrui sausumos greičio rekordo pagerinti nepavyktų, konstruktorių komanda tiki, jog jų kuriamas variklis ateityje galėtų saugiai kelti į orbitą komercinius erdvėlaivius.

Aut. teisės: www.technologijos.lt

(1)
(0)
(1)

Komentarai (0)

Visi šio ciklo įrašai