กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 7 นาที

เครื่องยนต์แอโรสไปค์

เครื่องยนต์แอโรสไปค์ เป็น เครื่องยนต์จรวดชนิดหนึ่งที่รักษา ประสิทธิภาพ ทางอากาศพลศาสตร์ ไว้ได้ ในช่วงระดับความสูง ที่...

เครื่องยนต์แอโรสไปค์

เครื่องยนต์แอโรสไปค์เชิงเส้น XRS-2200สำหรับ โครงการ X-33กำลังอยู่ระหว่างการทดสอบที่ศูนย์อวกาศสเตนนิส

เครื่องยนต์แอโรสไปค์ เป็น เครื่องยนต์จรวดชนิดหนึ่งที่รักษา ประสิทธิภาพ ทางอากาศพลศาสตร์ ไว้ได้ ในช่วงระดับความสูง ที่ กว้าง[ 1 ]จัดอยู่ในกลุ่มเครื่องยนต์หัวฉีดชดเชยระดับความสูง[ 2 ]เครื่องยนต์แอโรสไปค์ได้รับการเสนอให้ใช้ใน การออกแบบ จรวดขึ้นสู่วงโคจรแบบขั้นตอนเดียว (SSTO) หลายแบบ และเป็นหนึ่งในตัวเลือกสำหรับเครื่องยนต์หลักของกระสวยอวกาศอย่างไรก็ตาม ณ ต้นปี 2026 ยังไม่มีเครื่องยนต์ดังกล่าวผลิตในเชิงพาณิชย์ แม้ว่าแอโรสไปค์ขนาดใหญ่บางรุ่นจะอยู่ในขั้นตอนการทดสอบแล้วก็ตาม[ 3 ]

เดิมที คำว่าแอโรสไปค์ (aerospike)ใช้เรียกหัวฉีดแบบปลั๊ก ที่ถูกตัดปลาย และมีลักษณะเรียวเป็นรูปกรวย โดยมีการฉีดก๊าซเข้าไปภายใน ทำให้เกิด "ส่วนยื่นอากาศ" เพื่อชดเชยการไม่มีส่วนหางของปลั๊ก อย่างไรก็ตาม หัวฉีดแบบปลั๊กที่มีความยาวเต็มก็อาจถูกเรียกว่า แอโรสไปค์ ได้เช่นกัน

หลักการ

หน้าที่ของท่อส่งไอเสียของเครื่องยนต์จรวดคือการควบคุมทิศทางไอเสียให้ไปในทิศทางเดียว เพื่อสร้างแรงขับในทิศทางตรงกันข้าม ไอเสียซึ่งเป็นส่วนผสมของก๊าซที่มีอุณหภูมิสูง มีการกระจายโมเมนตัมแบบสุ่ม (กล่าวคือ ไอเสียจะผลักไปในทิศทางใดก็ได้) หากปล่อยให้ไอเสียไหลออกไปในลักษณะนี้ มีเพียงส่วนน้อยเท่านั้นที่จะเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่ถูกต้องและก่อให้เกิดแรงขับไปข้างหน้า ท่อส่งไอเสียจะเปลี่ยนทิศทางไอเสียที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางที่ผิด เพื่อให้เกิดแรงขับในทิศทางที่ถูกต้อง ความดันอากาศโดยรอบยังส่งแรงดันเล็กน้อยต่อไอเสีย ช่วยให้ไอเสียเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่ "ถูกต้อง" ขณะที่ออกจากเครื่องยนต์ เมื่อยานเคลื่อนที่ขึ้นไปในชั้นบรรยากาศ ความดันอากาศโดยรอบจะลดลง ทำให้ไอเสียที่สร้างแรงขับเริ่มขยายตัวออกไปนอกขอบของท่อส่งไอเสีย เนื่องจากไอเสียนี้เริ่มเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่ "ผิด" (เช่น ออกไปด้านนอกจากกลุ่มไอเสียหลัก) ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์จึงลดลงเมื่อจรวดเคลื่อนที่ไป เพราะไอเสียที่หลุดออกมานี้ไม่ก่อให้เกิดแรงขับของเครื่องยนต์อีกต่อไป เครื่องยนต์จรวดแอโรสไปค์พยายามที่จะขจัดการสูญเสียประสิทธิภาพนี้[ 1 ]

การเปรียบเทียบระหว่างการออกแบบ จรวด แบบหัวฉีดระฆัง (ซ้าย) และจรวดแบบแอโรสไปค์ (ขวา)

แทนที่จะพ่นไอเสียออกมาจากรูเล็กๆ ตรงกลางของระฆัง เครื่องยนต์แอโรสไปค์จะหลีกเลี่ยงการกระจายแบบสุ่มนี้โดยการพ่นไปตามขอบด้านนอกของส่วนที่ยื่นออกมาเป็นรูปทรงลิ่ม ซึ่งเรียกว่า "สไปค์" ซึ่งทำหน้าที่เหมือนกับระฆังเครื่องยนต์แบบดั้งเดิม สไปค์นี้ก่อตัวเป็นด้านหนึ่งของระฆัง "เสมือน" โดยอีกด้านหนึ่งก่อตัวขึ้นจากอากาศภายนอก[ 1 ]

แนวคิดเบื้องหลังการออกแบบแอโรสไปค์คือที่ระดับความสูงต่ำ ความดันบรรยากาศจะบีบอัดไอเสียเข้ากับส่วนปลายแหลม การหมุนเวียนไอเสียในบริเวณฐานของส่วนปลายแหลมสามารถเพิ่มความดันในบริเวณนั้นให้เกือบเท่ากับความดันบรรยากาศ เนื่องจากความดันด้านหน้าของยานพาหนะเท่ากับความดันบรรยากาศ นั่นหมายความว่าไอเสียที่ฐานของส่วนปลายแหลมจะเกือบสมดุลกับแรงต้านที่ยานพาหนะได้รับ มันไม่ก่อให้เกิดแรงขับโดยรวม แต่ส่วนนี้ของหัวฉีดก็ไม่สูญเสียแรงขับเนื่องจากการเกิดสุญญากาศบางส่วน แรงขับที่ส่วนฐานของหัวฉีดสามารถละเลยได้ที่ระดับความสูงต่ำ[ 1 ]

เมื่อยานพาหนะไต่ระดับความสูงขึ้น ความดันอากาศที่ยึดไอเสียไว้กับส่วนแหลมจะลดลง เช่นเดียวกับแรงต้านด้านหน้าของยานพาหนะ บริเวณการหมุนเวียนที่ฐานของส่วนแหลมจะรักษาความดันในบริเวณนั้นไว้ที่เศษส่วนของ 1 บาร์ซึ่งสูงกว่าสุญญากาศเกือบสมบูรณ์ด้านหน้าของยานพาหนะ จึงทำให้เกิดแรงขับเพิ่มขึ้นเมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น กลไกนี้ทำงานเหมือน "ตัวชดเชยระดับความสูง" โดยที่ขนาดของระฆังจะชดเชยโดยอัตโนมัติเมื่อความดันอากาศลดลง[ 1 ]

ข้อเสียของแอโรสไปค์ดูเหมือนจะเป็นน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นสำหรับส่วนที่แหลม นอกจากนี้ พื้นที่ระบายความร้อนที่ใหญ่ขึ้นอาจลดประสิทธิภาพลงต่ำกว่าระดับทางทฤษฎีโดยการลดแรงดันต่อหัวฉีด แอโรสไปค์ทำงานได้ค่อนข้างแย่ระหว่างMach 1–3 ซึ่งการไหลของอากาศรอบยานได้ลดแรงดันลง ทำให้แรงขับลดลง[ 4 ]

การเปลี่ยนแปลง

มีการออกแบบหลายรูปแบบที่แตกต่างกันไปตามรูปทรง ในแอโรสไปค์ทรงวงแหวนนั้น ส่วนปลายแหลมจะมีรูปทรงคล้ายชาม โดยไอเสียจะพุ่งออกเป็นวงแหวนรอบขอบด้านนอก ในทางทฤษฎีแล้ว การออกแบบเช่นนี้ต้องการส่วนปลายแหลมที่ยาวไม่มีที่สิ้นสุดเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด แต่ก็สามารถบรรลุผลที่คล้ายกันได้โดยการพ่นก๊าซปริมาณเล็กน้อยออกจากตรงกลางของส่วนปลายแหลมที่สั้นกว่าและถูกตัดทอน (เช่นเดียวกับการระบายก๊าซที่ฐานของกระสุนปืนใหญ่)

ในเครื่องยนต์แอโรสไปค์แบบเส้นตรง ส่วนปลายแหลมประกอบด้วยแผ่นรูปทรงลิ่มเรียว โดยมีไอเสียออกทางด้านข้างทั้งสองด้านที่ปลายด้าน "หนา" การออกแบบนี้มีข้อดีคือสามารถวางซ้อนกันได้ ทำให้สามารถวางเครื่องยนต์ขนาดเล็กหลายๆ เครื่องเรียงกันเพื่อสร้างเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ขึ้นหนึ่งเครื่อง ในขณะเดียวกันก็เพิ่มประสิทธิภาพการบังคับทิศทางด้วยการควบคุมคันเร่งของเครื่องยนต์แต่ละเครื่อง

ผลงาน

ในช่วงทศวรรษ 1960 บริษัท Rocketdyneได้ทำการทดสอบอย่างยาวนานกับแบบเครื่องยนต์ต่างๆ รุ่นต่อมาของเครื่องยนต์เหล่านี้ใช้พื้นฐานจาก กลไกเครื่องยนต์ J-2 ที่มีความน่าเชื่อถือสูง และให้แรงขับในระดับเดียวกับเครื่องยนต์แบบดั้งเดิมที่ใช้เป็นพื้นฐาน คือ 200,000 ปอนด์ (890 กิโลนิวตัน ) ในรุ่นJ-2T-200kและ 250,000 ปอนด์ (1.1 นิวตัน) ในรุ่นJ-2T-250k (ตัว T หมายถึงห้องเผาไหม้แบบวงแหวน) สามสิบปีต่อมา งานของพวกเขาได้รับการนำกลับมาใช้ใหม่ใน โครงการ X-33ของNASAในกรณีนี้ กลไกเครื่องยนต์ J-2S ที่ได้รับการปรับปรุงเล็กน้อยถูกนำมาใช้ร่วมกับส่วนต่อขยายเชิงเส้น ทำให้เกิดเป็นรุ่นXRS-2200หลังจากการพัฒนาและการทดสอบอย่างละเอียด โครงการนี้ก็ถูกยกเลิกเมื่อถังเชื้อเพลิงคอมโพสิตของ X-33 เกิดความเสียหายซ้ำแล้วซ้ำ เล่า

เครื่องยนต์แอโรสไปค์CSULB

มีการสร้างเครื่องยนต์ XRS-2200 จำนวน 3 เครื่องในระหว่างโครงการ X-33 และผ่านการทดสอบที่ศูนย์อวกาศสเตนนิส ของนาซา การทดสอบเครื่องยนต์เดี่ยวประสบความสำเร็จ แต่โครงการถูกระงับก่อนที่จะทำการทดสอบระบบสองเครื่องยนต์เสร็จสมบูรณ์ เครื่องยนต์ XRS-2200 ให้แรงขับ 204,420 ปอนด์ (909,300 นิวตัน) ด้วยค่าI 339 วินาทีที่ระดับน้ำทะเล และแรงขับ 266,230 ปอนด์ (1,184,300 นิวตัน) ด้วยค่า I 436.5 วินาทีในสุญญากาศ

เครื่องยนต์แอโรสไปค์เชิงเส้น RS-2200 [ 5 ]ได้รับการพัฒนามาจาก XRS-2200 RS-2200 ถูกออกแบบมาเพื่อขับเคลื่อน ยาน VentureStar ซึ่งเป็นยานขึ้นสู่วงโคจรแบบขั้นตอนเดียวในการออกแบบล่าสุด เครื่องยนต์ RS-2200 จำนวน 7 เครื่อง แต่ละเครื่องให้แรงขับ 542,000 ปอนด์ (2,410 กิโลนิวตัน) จะช่วยผลักดัน VentureStar ขึ้นสู่วงโคจรต่ำของโลก การพัฒนาเครื่องยนต์ RS-2200 ถูกระงับอย่างเป็นทางการในช่วงต้นปี 2001 เมื่อ โครงการ X-33ไม่ได้รับการสนับสนุนทางการเงิน จาก Space Launch Initiative Lockheed Martinเลือกที่จะไม่ดำเนินโครงการ VentureStar ต่อไปหากไม่ได้รับการสนับสนุนทางการเงินจาก NASA เครื่องยนต์ประเภทนี้จัดแสดงอยู่กลางแจ้งในบริเวณศูนย์การบินอวกาศมาร์แชลล์ของ NASA ในเมืองฮันต์สวิลล์ รัฐแอละแบมา

หัวฉีดแอโรสไปค์ทรงวงแหวนของNASA

การยกเลิกโครงการ Lockheed Martin X-33โดยรัฐบาลกลางในปี 2544 ทำให้งบประมาณลดลง แต่เครื่องยนต์แอโรสไปค์ยังคงเป็นหัวข้อการวิจัยที่ดำเนินอยู่ ตัวอย่างเช่น ความสำเร็จครั้งสำคัญเกิดขึ้นเมื่อทีมงานร่วมระหว่างสถาบันการศึกษาและอุตสาหกรรมจากมหาวิทยาลัยรัฐแคลิฟอร์เนีย ลองบีช (CSULB) และบริษัท Garvey Spacecraft Corporationได้ทำการทดสอบการบินของเครื่องยนต์แอโรสไปค์ที่ขับเคลื่อนด้วยเชื้อเพลิงเหลวในทะเลทรายโมฮาวีเมื่อวันที่ 20 กันยายน 2546 นักศึกษาของ CSULB ได้พัฒนาจรวด Prospector 2 (P-2) โดยใช้เครื่องยนต์แอโรสไปค์ LOX/เอทานอลขนาด 1,000 ปอนด์ (4.4 กิโล วตัน) งานวิจัยเกี่ยวกับเครื่องยนต์แอโรสไปค์ยังคงดำเนินต่อไป โดย Prospector-10 ซึ่งเป็นเครื่องยนต์แอโรสไปค์แบบสิบห้อง ได้รับการทดสอบยิงเมื่อวันที่ 25 มิถุนายน 2551 [ 6 ]

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของหัวฉีดแบบเบลล์และหัวฉีดแบบแอโรสไปค์

ความคืบหน้าเพิ่มเติมเกิดขึ้นในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2547 เมื่อมีการทดสอบที่ประสบความสำเร็จสองครั้ง โดยได้รับการสนับสนุนจากศูนย์วิจัยการบินดรายเดน ของนาซา โดยใช้จรวดพลังสูงที่ผลิตโดยบริษัทแบล็กสกีซึ่งตั้งอยู่ในเมืองคาร์ลสแบด รัฐแคลิฟอร์เนียหัวฉีดแอโรสไปค์และมอเตอร์จรวดเชื้อเพลิงแข็งได้รับการพัฒนาและสร้างโดยแผนกมอเตอร์จรวดของบริษัทเซซาโรนี เทคโนโลยี อินคอร์ปอเรททางตอนเหนือของเมืองโทรอนโต รัฐออนแทรีโอ จรวดทั้งสองลำใช้เชื้อเพลิงแข็งและติดตั้งหัวฉีดแอโรสไปค์แบบวงแหวนที่ไม่ถูกตัดทอน จรวดเหล่านี้ถูกทดสอบบินที่ศูนย์พัฒนาการบินและอวกาศเปคอสเคาน์ตี้ เมืองฟอร์ตสต็อกตัน รัฐเท็กซัส และสามารถขึ้นไปถึงจุดสูงสุดที่ระดับความสูง 26,000 ฟุต (7,900 เมตร) และมีความเร็วประมาณมัค 1.5

สมาชิกของสมาคมวิจัยปฏิกิริยา (Reaction Research Society ) ได้ทำการ พัฒนาเครื่องยนต์แอโรสไปค์ขนาดเล็กโดยใช้ ระบบเชื้อเพลิง จรวดแบบไฮบริด อย่างต่อเนื่อง

ในปี 2020 TU DresdenและFraunhofer IWSได้เริ่มโครงการ CFDμSAT เพื่อวิจัยเกี่ยวกับเครื่องยนต์แอโรสไปค์ที่ผลิตด้วยวิธีการเพิ่มเนื้อวัสดุ ต้นแบบได้รับการทดสอบในห้องทดสอบที่สถาบันวิศวกรรมการบินและอวกาศของ TU Dresden แล้ว โดยมีระยะเวลาการเผาไหม้ 30 วินาที[ 7 ]

การนำไปใช้

ไฟร์ฟลาย แอโรสเปซ

ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2557 Firefly Space Systemsได้ประกาศแผนการสร้างจรวด Alpha ที่ใช้เครื่องยนต์แอโรสไปค์สำหรับขั้นตอนแรก โดยมีเป้าหมายเพื่อตลาดการปล่อยดาวเทียมขนาดเล็ก ออกแบบมาเพื่อปล่อยดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรต่ำของโลก (LEO) ในราคา 8-9 ล้านดอลลาร์สหรัฐ ซึ่งต่ำกว่าจรวดแบบดั้งเดิมมาก[ 8 ]

Firefly Alpha 1.0 ได้รับการออกแบบมาเพื่อบรรทุกน้ำหนักบรรทุกได้สูงสุด 400 กิโลกรัม (880 ปอนด์) โดยใช้วัสดุคอมโพสิตคาร์บอนและใช้การออกแบบพื้นฐานเดียวกันสำหรับทั้งสองขั้นตอน เครื่องยนต์แอโรสไปค์แบบปลั๊กคลัสเตอร์ให้แรงขับ 90,000 ปอนด์-แรง (400 กิโลนิวตัน) เครื่องยนต์มีหัวฉีดรูปทรงระฆังที่ถูกตัดครึ่ง จากนั้นยืดออกเพื่อสร้างเป็นวงแหวน โดยหัวฉีดครึ่งซีกตอนนี้มีรูปทรงเป็นปลั๊ก[ 8 ]

แบบจรวดนี้ไม่เคยถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศ แบบดังกล่าวถูกยกเลิกหลังจากบริษัท Firefly Space Systems ล้มละลาย บริษัทใหม่ชื่อFirefly Aerospaceได้เปลี่ยนเครื่องยนต์แอโรสไปค์เป็นเครื่องยนต์แบบธรรมดาในแบบ Alpha 2.0 อย่างไรก็ตาม บริษัทได้เสนอโครงการ Firefly Gamma ซึ่งเป็นเครื่องบินอวกาศที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้บางส่วน โดยใช้เครื่องยนต์แอโรสไปค์

อาร์ก้า สเปซ

ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2560 บริษัท ARCA Space Corporationประกาศความตั้งใจที่จะสร้าง จรวดส่งขึ้น สู่วงโคจรระดับเดียว (SSTO) ชื่อHaas 2CAโดยใช้เครื่องยนต์แอโรสไปค์เชิงเส้น จรวดนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อส่งน้ำหนักบรรทุกสูงสุด 100 กิโลกรัมขึ้นสู่วงโคจรต่ำของโลก ในราคา 1 ล้านดอลลาร์สหรัฐต่อการปล่อย[ 9 ]ต่อมาพวกเขาได้ประกาศว่าเครื่องยนต์แอโรสไปค์ Executor ของพวกเขาจะสร้างแรงขับ 50,500 ปอนด์-แรง (225 กิโลนิวตัน) ที่ระดับน้ำทะเล และ 73,800 ปอนด์-แรง (328 กิโลนิวตัน) ในสุญญากาศ[ 10 ]

ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2560 ARCA ประกาศว่าจะส่งจรวด Demonstrator3 ขึ้นสู่อวกาศ โดยใช้เครื่องยนต์แอโรสไปค์เชิงเส้นเช่นกัน จรวดนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อทดสอบส่วนประกอบต่างๆ ของ Haas 2CA ในราคาที่ต่ำกว่า พวกเขาประกาศกำหนดการบินในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2560 [ 9 ] ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2560 ARCA ประกาศว่าหลังจากล่าช้า เครื่องยนต์แอโรสไปค์เชิงเส้นของพวกเขาก็พร้อมที่จะทำการทดสอบภาคพื้นดินและการทดสอบการบินบนจรวด Demonstrator3 แล้ว[ 9 ]

เมื่อวันที่ 20 ธันวาคม พ.ศ. 2562 ARCA ได้ทดสอบเครื่องยนต์จรวดไอน้ำแอโรสไปค์ LAS 25DA สำหรับระบบช่วยปล่อย[ 11 ]

อวกาศ KSF และอวกาศระหว่างดวงดาว

แนวคิดเครื่องยนต์สไปค์อีกแบบหนึ่ง ซึ่งพัฒนาโดย KSF Space และ Interstellar Space ในลอสแอนเจลิส ได้รับการออกแบบสำหรับยานอวกาศที่โคจรชื่อ SATORI เนื่องจากขาดเงินทุน แนวคิดนี้จึงยังไม่ได้รับการพัฒนา[ 12 ]

ร็อกเก็ตสตาร์

Rocketstar วางแผนที่จะปล่อยจรวดแอโรสไปค์ที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติขึ้นไปที่ระดับความสูง 50 ไมล์ในเดือนกุมภาพันธ์ 2019 แต่ได้ยกเลิกภารกิจสามวันก่อนการปล่อย โดยอ้างถึงข้อกังวลด้านความปลอดภัย พวกเขากำลังดำเนินการเพื่อพยายามปล่อยครั้งที่สอง[ 13 ]

แพนเจีย แอโรสเปซ

ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2564 Pangea Aerospace ซึ่งตั้งอยู่ในสเปนได้ เริ่มการทดสอบการเผาไหม้ของเครื่องยนต์แอโรสไปค์มีเทน-ออกซิเจนขนาดเล็กสาธิต DemoP1 [ 14 ] [ 15 ]

หลังจากทดสอบเครื่องสาธิต DemoP1 ได้สำเร็จ Pangea วางแผนที่จะขยายขนาดเป็นเครื่องยนต์ ARCOS ขนาด 300 kN [ 16 ]

สโต๊ค สเปซ

บริษัท Stoke Spaceซึ่งมีสำนักงานใหญ่อยู่ที่เมืองเคนต์ รัฐวอชิงตันกำลังสร้างและทดสอบระบบแอโรสไปค์ LH2/LOX แบบกระจายสำหรับขั้นตอนที่สองที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้[ 17 ]

ยานอวกาศโพลาริส

บริษัทสตาร์ทอัพสัญชาติเยอรมันPOLARIS Raumflugzeuge GmbH ซึ่งตั้งอยู่ใน เมืองเบรเมนได้รับ สัญญา จากกองทัพบุนเดสแวร์ให้ออกแบบและทดสอบการบินเครื่องยนต์แอโรสไปค์เชิงเส้นในเดือนเมษายน พ.ศ. 2566 บริษัทมีกำหนดจะทดสอบเครื่องยนต์ใหม่นี้บนเครื่องบินอวกาศต้นแบบลำที่สี่ DEMO-4 MIRA ในช่วงปลายปี พ.ศ. 2566 [ 18 ] [ 19 ]ที่เมืองพีเนมุนเด[ 20 ]ซึ่งเป็นสถานที่พัฒนา จรวด V-2

เครื่องบินสาธิต MIRA ลำเดิมได้รับความเสียหายอย่างหนักจากอุบัติเหตุบนรันเวย์ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2567 [ 21 ]

เมื่อวันที่ 29 ตุลาคม พ.ศ. 2567 บริษัทเป็นแห่งแรกที่จุดเครื่องยนต์แอโรสไปค์ในการบินเหนือทะเลบอลติก โดยใช้เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท MIRA-II สี่เครื่องที่ใช้น้ำมันก๊าดเป็นเชื้อเพลิง การทดสอบดังกล่าวใช้เวลาเผาไหม้สามวินาทีเพื่อเก็บข้อมูลโดยมีความเครียดของเครื่องยนต์น้อยที่สุด ยานดังกล่าวสามารถเร่งความเร็วได้ 4 ม./วินาที² และสร้าง แรงขับได้900 นิวตัน[ 22 ] [ 23 ]

เมื่อวันที่ 27 กุมภาพันธ์ 2025 มีการประกาศว่าบริษัทได้รับมอบหมายจากสำนักงานจัดซื้อจัดจ้างของกองทัพบุนเดสแวร์BAAINBwให้พัฒนาเครื่องบินวิจัยความเร็วเหนือเสียงแบบสองขั้นตอนที่ขึ้นบินในแนวนอนและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างสมบูรณ์ นอกจากจะใช้เป็นแท่นทดสอบความเร็วเหนือเสียงและแพลตฟอร์มทดลองสำหรับการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการป้องกันประเทศและวิทยาศาสตร์แล้ว เครื่องบินลำนี้ยังสามารถใช้เป็นพาหนะขนส่งดาวเทียมขนาดเล็กได้อีกด้วย POLARIS Spaceplanes วางแผนที่จะพัฒนาต้นแบบเครื่องบินอวกาศที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างสมบูรณ์ซึ่งสามารถขนส่งน้ำหนักบรรทุกได้มากถึง 1,000 กิโลกรัมขึ้นสู่อวกาศภายในปี 2028 [ 24 ]

ทีม Bath Rocket

ทีม Bath Rocket Team ซึ่งตั้งอยู่ที่มหาวิทยาลัย Bath ได้พัฒนา เครื่องยนต์จรวดไฮบริด ของตนเอง ที่มีหัวฉีดแอโรสไปค์มาตั้งแต่ปี 2020 เครื่องยนต์นี้ได้รับการทดสอบครั้งแรกในการแข่งขัน UK Race to Space National Propulsion Competition ในปี 2023 [ 25 ]ทีมกำลังพัฒนาเครื่องยนต์เวอร์ชันที่พร้อมสำหรับการบิน ซึ่งพวกเขาวางแผนที่จะทำการบินครั้งแรกในงานEuRoC24 [ 26 ]

สนามอวกาศ

SpaceFields ซึ่งได้รับการบ่มเพาะที่ IISc ได้ทดสอบเครื่องยนต์จรวด AeroSpike เครื่องแรกของอินเดียสำเร็จที่โรงงาน Challakere เมื่อวันที่ 11 กันยายน 2024 เครื่องยนต์ดังกล่าวมีแรงขับสูงสุด 2000N และมีการชดเชยระดับความสูงเพื่อประสิทธิภาพสูงสุด[ 27 ]

LEAP 71

เพชรมาคในไอเสียของเครื่องยนต์จรวดแอโรสไปค์ 5 กิโลนิวตันของ LEAP 71

LEAP 71 ซึ่งตั้งอยู่ในดูไบ ประสบความสำเร็จในการจุดระเบิด Aerospike ขนาด 5000N ที่ขับเคลื่อนด้วยออกซิเจนเหลว ไครโอเจนิก (LOX) และน้ำมันก๊าดณ แท่นทดสอบของ Airborne Engineering ในเวสต์คอตต์ สหราชอาณาจักร เครื่องยนต์นี้สร้างขึ้นโดยใช้ แบบจำลอง วิศวกรรมการคำนวณ ขนาดใหญ่ของ Noyron โดยตรงจากหลักการพื้นฐานโดยไม่มีการแทรกแซงจากมนุษย์หรือการสร้างแบบจำลอง CAD แบบดั้งเดิม[ 28 ] [ 29 ]

เครื่องยนต์ถูกพิมพ์แบบ 3 มิติโดยใช้การหลอมด้วยเลเซอร์แบบเลือกเป็นชิ้นส่วนโมโนลิธิกชิ้นเดียวจากโลหะผสมทองแดง (CuCrZr) ส่วนแกนกลางถูกระบายความร้อนด้วย LOX ในขณะที่ปลอกหุ้มด้านนอกถูกระบายความร้อนด้วยเชื้อเพลิง หัวฉีดมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 600 มม. และหัวฉีดมีความสูงประมาณ 1.6 เมตร[ 28 ]

บริษัทอ้างว่าได้พัฒนาจากข้อกำหนดทางเทคนิคไปสู่การทดสอบการเผาไหม้จริงภายในเวลาไม่ถึงสามสัปดาห์ โดยสร้างหัวฉีดแบบระฆังคู่ขนาด 20 กิโลนิวตันสำหรับเชื้อเพลิงเมทาล็อกซ์และหัวฉีดแอโรสไปค์ได้ในเดือนธันวาคม 2025 เครื่องยนต์ดังกล่าวได้รับการสาธิตการใช้งานทั้งเชื้อเพลิงเคโรลอกซ์และเมทาล็อกซ์

ดูเพิ่มเติม

  • เครื่องยนต์แอโรสไปค์
  • วางแผนพัฒนาเครื่องยนต์ขั้นสูงสำหรับจรวดส่งดาวเทียม Saturn และ Nova ที่ได้รับการปรับปรุงใหม่ซึ่งรวมถึงเครื่องยนต์ J-2T ด้วย
  • เครื่องยนต์แอโรสไปค์เชิงเส้น — ระบบขับเคลื่อนสำหรับยาน X-33
  • ศูนย์วิจัยการบินดรายเดนเก็บถาวรเมื่อวันที่ 25 กุมภาพันธ์ 2010 ที่Wayback Machine
  • คุณสมบัติและประสิทธิภาพของระบบควบคุมเครื่องยนต์ Aerospike
  • การควบคุมทิศทางของ X-33 โดยใช้เครื่องยนต์แอโรสไปค์เชิงเส้น XRS-2200
  • Bui, Trong; Murray, James; Rogers, Charles; Bartel, Scott; Cesaroni, Anthony; Dennett, Mike (2005). "การวิจัยการบินของหัวฉีดแอโรสไปค์โดยใช้จรวดเชื้อเพลิงแข็งกำลังสูง" การประชุมและนิทรรศการระบบขับเคลื่อนร่วม AIAA/ASME/SAE/ASEE ครั้งที่ 41 doi : 10.2514 /6.2005-3797 . ISBN 978-1-62410-063-5.
  • หัวฉีด Aerospike ดีกว่าหัวฉีด Bell หรือไม่?
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Aerospike_engine&oldid=1352956403 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เครื่องยนต์แอโรสไปค์

เครื่องยนต์แอโรสไปค์ เป็น เครื่องยนต์จรวดชนิดหนึ่งที่รักษา ประสิทธิภาพ ทางอากาศพลศาสตร์ ไว้ได้ ในช่วงระดับความสูง ที่...

หลักการ

หน้าที่ของท่อส่งไอเสียของเครื่องยนต์จรวดคือการควบคุมทิศทางไอเสียให้ไปในทิศทางเดียว เพื่อสร้างแรงขับในทิศทางตรงกันข้าม ไอเสียซึ่งเป็นส่วนผสมของก๊าซที่มีอุณหภูมิสูง มีการกระจายโมเมนตัมแบบสุ่ม (กล่าวคือ ไอเสียจะผลักไปในทิศทางใดก็ได้)...

การเปลี่ยนแปลง

มีการออกแบบหลายรูปแบบที่แตกต่างกันไปตามรูปทรง ใน แอโรสไปค์ทรงวงแหวน นั้น ส่วนปลายแหลมจะมีรูปทรงคล้ายชาม โดยไอเสียจะพุ่งออกเป็นวงแหวนรอบขอบด้านนอก ในทางทฤษฎีแล้ว การออกแบบเช่นนี้ต้องการส่วนปลายแหลมที่ยาวไม่มีที่สิ้นสุดเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด...

ผลงาน

ในช่วงทศวรรษ 1960 บริษัท Rocketdyne ได้ทำการทดสอบอย่างยาวนานกับแบบเครื่องยนต์ต่างๆ รุ่นต่อมาของเครื่องยนต์เหล่านี้ใช้พื้นฐานจาก กลไกเครื่องยนต์ J-2 ที่มีความน่าเชื่อถือสูง และให้แรงขับในระดับเดียวกับเครื่องยนต์แบบดั้งเดิมที่ใช้เป็นพื้นฐาน คือ 200,000 ปอนด์...