Starscraper sa zameriava na lacnejšie, jemnejšie suborbitálne rakety

Anonim

Starscraper sa zameriava na lacnejšie, jemnejšie suborbitálne rakety

priestor

David Szondy

30. decembra 2014

56 obrázkov

Hviezdicový projekt Mark IIb testovanie motora

Medzinárodná vesmírna stanica (ISS) môže získať všetku slávu, ale suborbitálne raketové lety stále zohrávajú dôležitú úlohu pri výskume vesmíru. Problémom je, že hoci takéto lety smerujú iba na okraj vesmíru, sú drahé, len málo z nich a kladú veľké tlaky na experimenty. Čiastočne financované kampaňou Kickstarter, študenti na Bostonskej univerzite vyvíjajú lacnú suborbitálnu raketu na vzdelávacie účely, ktorá využíva nové motory na vytvorenie lacnejšej, opakovane použiteľnej suborbitálnej rakety, ktorá je užitočnejšia na užitočné zaťaženie.

V súčasnosti sú suborbitálne lety závislé od NASA a niekoľkých spoločností, ktoré lietajú asi stokrát za rok za jeden milión amerických dolárov. Navyše, pretože jednorazové rakety používajú masívne raketové motory, tieto lietadlá vytiahnu 20 Gs akcelerácie a vytvárajú masívne vibrácie, ktoré ich robia nevhodnými pre jemnejšie experimenty.

Bostonská univerzita Rocket Propulsion Group (BURPG) je vysokoškolská skupina navrhnutá tak, aby poskytovala študentom praktické inžinierske skúsenosti navrhovaním a výstavbou suborbitálnych rakiet na profesionálnej úrovni. Jeho vlajkový projekt, Starscraper, má za cieľ vybudovať cenovo použiteľnú suborbitálnu raketu s využitím hybridného motora, ktorý by umožnil dosiahnuť priestor bez akcelerácie a vibrácií pevného posilňovača.

Plánovaný na lietanie v júli 2015, Starscraper je suborbitálna raketa s dĺžkou 9 metrov a hmotnosťou 499 kilogramov a je navrhnutá tak, aby zdvihla užitočné zaťaženie vo výške 45 kilogramov do výšky 435 000 ft (133 000 m), potom ju vráťte na Zem.

Starscraper (vpravo) v porovnaní s BURPG 's Quasar raketou

Podľa BURPG, Starscraper má päť hlavných cieľov. Ak bude úspešný, bude to najvyššia výmera amatérskej rakety, najvyššia nadmorská výška pre hybridný motor, prvú amatérsku raketu, ktorá sa dostane do vesmíru pomocou kvapalnej palivovej nádrže, prvej aktívnej amatérskej rakety, ktorá sa dostane do vesmíru a prvej rakety ktorú uviedla univerzitná skupina do vesmíru.

V jeho srdci je motor BURPG Mk V. Je to hybridný motor, ktorý je veľmi podobný hybridnému motoru vyvinutému spoločnosťou Scaled Composites spoločnosti Virgin Galactic. Rovnako ako iné hybridné rakety používa kvapalný oxidátor a tuhé palivo. Hybridy sú jednoduchšie ako rakety na čisto tekuté palivá, majú účinnosť a tlaky ekvivalentné niektorým triedam rakiet na kvapalných palivách na báze uhľovodíkov, sú škrteľné, relatívne lacné a sú bezpečnejšie na skladovanie a prevádzku.

Navyše, BURPG hovorí, že nie sú náchylní na katastrofické zlyhanie, pretože pohonné hmoty majú dva rôzne stavy hmoty, takže sa nemôžu miešať homogénne. V prípade Mk V je palivom polybutadién zakončený hydroxylom a oxidantom je oxid dusný.

Jeden obzvlášť chytrý kus súpravy na Starscraper je to, že jeho aktívne vedený vektor vstrekovania kvapaliny vektor. To znamená, že systém generuje nadzvukové nárazové vlny vo vnútri motora, aby riadil raketu skôr ako pomocou vodiacich rebier. BURPG hovorí, že vektor tlakového vstrekovania kvapaliny je ľahší a lacnejší ako konvenčné vektorové systémy a že je to prvýkrát, čo bol takýto systém použitý na hybridnej rakete.

Samozrejme, nič z toho by neznamenalo nič, keby raketa ukončila svoj let tým, že zrazila do zeme alebo zničila svoje pokusy s náhlym padákom. Namiesto toho vytvorí Starscraper kontrolovanú bubninu na zníženie rýchlosti pred nasadením padákov v nízkej nadmorskej výške pre mäkší zostup.

V tomto roku BURPG uskutočňuje rozsiahly testovací program na sérii motorov a rakiet v Sudbury v štáte Massachusetts, ktorý viedol k júlu 2015 štartu Starscraper z Black Rock Desert v Nevade. Jedna séria testov sa týkala aktívne stabilizovanej skúšobnej rakety (ASTRo), ktorá je malá raketa určená na testovanie vedenia algoritmu Starscrapera pri podzvukových, nadzvukových a vysokoúhlých útokoch v nadmorských výškach od 4 000 do 14 000 ft ( 1200 až 4200 m). Orientácia je obzvlášť dôležitá, pretože Starscraper je dlhý popáleniny znamená, že je potrebné, aby bol cieľ na rovnako dlhú dobu.

Ďalším bol motor Mk IIb, statická skúšobná raketa schopná generovať 200 libier ťahu po dobu 20 sekúnd, ktorá prešla v priebehu tohto roka sériou skúšok za studena a horúceho spaľovania, aby poskytla údaje o rozklade dusika, ovládaní vektora ťahu, dlhých dýzach, regeneračné chladenie, škrtenie, výkon, geometria paliva, pozemné systémy a elektronické riadiace systémy.

ASTRo (aktívne stabilizovaná skúšobná raketa)

Doteraz BURPG strávil 90 000 dolárov na Starscraper a hovorí, že má 60 percent svojich potrebných finančných prostriedkov a dúfa, že zvyšuje rovnováhu s kampaňou Kickstarter, ktorá prebehne do 8. januára. Odmeny od Backer sa pohybujú od tlače a fotografií až po možnosť pripojiť sa k tímu Starscraper 's spustenie budúci rok.

Na nižšie uvedenom videu sa zobrazuje statická skúška raketového motora Mk IIb.

Zdroj: BURPG

Kronos - hlavný letový počítač na hviezdicovom strope

Mk IV po skúške za studena

ASTRo (predné) a Mk IV

Hyperion Rev. A - Zber dát a riadenie palív a procesov

Študent inštaluje elektroniku na motore Mk IV

Vykresľovanie atlasu, prepravníka a testovacieho stojanu pre motor Mk V

Súčasný stav atlasu, prepravník a skúšobný stojan pre motor Mk V

Detailný pohľad na test Mk IV s horúcim ohňom

Ventilový systém Mk V

Mk IV na skúšobnom stanovišti počas testu s horúcim ohňom

Výstup pohonu ventilu Mk V

Skorá koncepcia trysky Mk V

Expanzné pomery Mk V

Mk V tlakové fľaše

Mk V viečka s tlakovou fľašou

Študent pracujúci na dieloch pre Atlas, skúšobný stojan pre Mk V

Mk V oxidačná nádrž je prepravovaná do laboratória

Hviezdicový infographic

Starscraper (vpravo) v porovnaní s BURPG 's Quasar raketou

Mk výkonnostné parametre

Mk V nádrž

Hviezdicové kyslíkové ventily

Tlakový diagram motora Starscrapera

The Starscraper riadi pomocou nadzvukových šokových vĺn

Regulátor Mk V

Systém tlakov Mk V

Starcový ventilový zásobník

Diagram rýchlosti motora Starscraper

Značka IIb môže byť škrtená

Značka IIb sa zapáli

Značka IIb je hybridný motor

Hviezdicový projekt Mark IIb testovanie motora

Zostava značky IIb

Označenie zostavy Mark IIb

Príprava na testovanie značky Mark IIb

Mk IIb detail

Zostavenie Mk IIb

studené spaľovanie Mk IIb

Postavenie skúšobnej veže Mk IIb

Príprava testovacej veže Mk IIb

Skúšobná veža Mk IIb

Zostavenie Mk IIb vo svojej veži

Mk IIb je pripravený na testovanie

Statická raketa Mk IIb

Riadiace centrum Mk IIb

Mk IIb pred vypálením

Avionická zátoka ASTRo

Prierez ASTRo

Prierez ASTRo

ASTRo používa 3D tlačené komponenty

ASTRo (aktívne stabilizovaná skúšobná raketa)

Prehľad systému ASTRo

Cesta zaťaženia ASTRo

Spojovací systém ASTRo

Dráha zaťaženia ASTRo

ASTRo fin môže