- 19,427
- 40
- 8 Ноя 2022
NASA кусает локти - противники ликуют.
Инженеры Харбинского университета нашли необычное применение гелию в ракетных двигателях. На открытие их натолкнули проблемы космического корабля Для просмотра ссылки Войдиили Зарегистрируйся . Изучив причины поломки, китайские специалисты придумали, как использовать легкий газ для увеличения мощности двигателя и одновременно сделать ракету почти невидимой для тепловых радаров.
Сейчас Для просмотра ссылки Войдиили Зарегистрируйся Starliner двое астронавтов NASA вынуждены оставаться на Международной космической станции с июня 2024 года. Вообще это вещество в космическом корабле используется для поддержания давления в топливных баках, и его утечка фактически сделала корабль неработоспособным. По предварительным данным, астронавты смогут вернуться на Землю не раньше первого квартала 2025 года, когда будет решена проблема с системой подачи топлива.
В чем же суть китайского открытия? Группа ученых под руководством аэрокосмического исследователя Ян Цзэнаня разработала принципиально новый способ подачи топлива. Газ поступает в камеру сгорания через специально рассчитанные микропоры диаметром 2 миллиметра - именно такой размер обеспечивает оптимальный контроль над процессом.
В ходе многочисленных экспериментов была выведена идеальная закономерность: максимальная эффективность достигается при соотношении одной части гелия на четыре части продуктов сгорания. Любое отклонение от этой пропорции снижает показатели.
Физические свойства гелия - сверхлегкого инертного газа с плотностью 0,166 кг/м³ (4 г/моль) - позволяют ему мгновенно расширяться в камере сгорания. Благодаря этому эффекту удалось достичь впечатляющих показателей: удельный импульс двигателя увеличился на 5,77%, а тягу теперь можно наращивать более чем втрое - до 313% от исходного значения.
В процессе испытаний обнаружился еще один важный эффект: гелий радикально снижает температурный режим работы установки. Выхлопные газы охлаждаются на 1327°C (2420,6°F), из-за чего тепловой след ракеты становится практически неразличимым для инфракрасных датчиков. Это свойство открывает широкие перспективы военного применения технологии.
Более того, химическая инертность газа дает дополнительное преимущество: в отличие от водорода и других активных веществ, способных дестабилизировать горение, гелий не вступает в реакцию с компонентами топлива. В результате двигатель работает равномерно, а ракета сохраняет устойчивость полета даже при резком изменении тяги.
Статья об исследовании вышла в журнале Acta Aeronautica et Astronautica Sinica. На данном этапе все расчеты проводились с помощью компьютерного моделирования.
Способность снижать тепловой след особенно важна в контексте современных систем противоракетной обороны. Например, спутники SpaceX Starshield и перехватчики SM-3 Block IIA, обнаруживают запуски ракет с помощью инфракрасных датчиков, которые улавливают характерное тепловое излучение выхлопа.
Возможность регулировать тягу в реальном времени в диапазоне от 100% до 313% открывает новые тактические перспективы, особенно в области гиперзвукового оружия. Ракета сможет непредсказуемо менять скорость во время полета, что сделает крайне сложным расчет траектории перехвата. Современные системы ПРО просто не успеют среагировать на такие резкие изменения. <span style="font-family: var(--ui-font-family-primary, var(--ui-font-family-helvetica));">Для обычной космической отрасли эта разработка - тоже ценный алмаз, ведь твердотопливные ракеты-носители с гелиевой системой позволят быстрее и дешевле выводить спутники на орбиту.</span>
Инженеры Харбинского университета нашли необычное применение гелию в ракетных двигателях. На открытие их натолкнули проблемы космического корабля Для просмотра ссылки Войди
Сейчас Для просмотра ссылки Войди
В чем же суть китайского открытия? Группа ученых под руководством аэрокосмического исследователя Ян Цзэнаня разработала принципиально новый способ подачи топлива. Газ поступает в камеру сгорания через специально рассчитанные микропоры диаметром 2 миллиметра - именно такой размер обеспечивает оптимальный контроль над процессом.
В ходе многочисленных экспериментов была выведена идеальная закономерность: максимальная эффективность достигается при соотношении одной части гелия на четыре части продуктов сгорания. Любое отклонение от этой пропорции снижает показатели.
Физические свойства гелия - сверхлегкого инертного газа с плотностью 0,166 кг/м³ (4 г/моль) - позволяют ему мгновенно расширяться в камере сгорания. Благодаря этому эффекту удалось достичь впечатляющих показателей: удельный импульс двигателя увеличился на 5,77%, а тягу теперь можно наращивать более чем втрое - до 313% от исходного значения.
В процессе испытаний обнаружился еще один важный эффект: гелий радикально снижает температурный режим работы установки. Выхлопные газы охлаждаются на 1327°C (2420,6°F), из-за чего тепловой след ракеты становится практически неразличимым для инфракрасных датчиков. Это свойство открывает широкие перспективы военного применения технологии.
Более того, химическая инертность газа дает дополнительное преимущество: в отличие от водорода и других активных веществ, способных дестабилизировать горение, гелий не вступает в реакцию с компонентами топлива. В результате двигатель работает равномерно, а ракета сохраняет устойчивость полета даже при резком изменении тяги.
Статья об исследовании вышла в журнале Acta Aeronautica et Astronautica Sinica. На данном этапе все расчеты проводились с помощью компьютерного моделирования.
Способность снижать тепловой след особенно важна в контексте современных систем противоракетной обороны. Например, спутники SpaceX Starshield и перехватчики SM-3 Block IIA, обнаруживают запуски ракет с помощью инфракрасных датчиков, которые улавливают характерное тепловое излучение выхлопа.
Возможность регулировать тягу в реальном времени в диапазоне от 100% до 313% открывает новые тактические перспективы, особенно в области гиперзвукового оружия. Ракета сможет непредсказуемо менять скорость во время полета, что сделает крайне сложным расчет траектории перехвата. Современные системы ПРО просто не успеют среагировать на такие резкие изменения. <span style="font-family: var(--ui-font-family-primary, var(--ui-font-family-helvetica));">Для обычной космической отрасли эта разработка - тоже ценный алмаз, ведь твердотопливные ракеты-носители с гелиевой системой позволят быстрее и дешевле выводить спутники на орбиту.</span>
- Источник новости
- www.securitylab.ru
