Een raket met de nieuwe wervelbrandstoftechnologie voerde in oktober een testvlucht uit. Foto: Orbitec
Sinds de vroege dagen van de moderne raketkunst, met het baanbrekende werk van Robert H. Goddard in het midden van de jaren 1920, vertrouwden de meeste raketten op een motor op vloeibare brandstof om ze naar de hemel te slingeren. NASA:
Terwijl hij aan raketten met vaste stuwstof werkte, raakte Goddard ervan overtuigd dat een raket beter kon worden voortgestuwd door vloeibare brandstof. Niemand had ooit eerder een succesvolle raket met vloeibare stuwstof gebouwd. Het was een veel moeilijkere taak dan het bouwen van raketten met stuwstof. Brandstof- en zuurstoftanks, turbines en verbrandingskamers zouden nodig zijn. Ondanks de moeilijkheden bereikte Goddard de eerste succesvolle vlucht met een raket met vloeibare stuwstof op 16 maart 1926.
In een vloeibare brandstofmotor, zegt de BBC, hogedrukbrandstof en een oxidatiemiddel samen in de verbrandingskamer. Het mengsel brandt heet en produceert uitlaatgassen die vervolgens door een mondstuk worden gedwongen als de basis van het schip, waardoor het de lucht in wordt gestuurd. Maar de immense stuwkracht van een raket met vloeibare brandstof heeft natuurlijk zijn eigen nadeel: de motor wordt heet, "vanaf 3000 ° C (5400 ° F)."
De afgelopen jaren hebben wetenschappers echter gewerkt aan een nieuwe technologie om de motorwarmtebalans te overwinnen. In plaats van het oxidatiemiddel en de brandstof normaal in de verbrandingskamer te laten stromen, pompt een nieuw type motor, ontworpen door Orbital Technologies Corporation, het oxidatiemiddel onder een bepaalde hoek in de motor, een tweak die een werveling van wervelende brandstof in de motor veroorzaakt.
"Y het plaatsen van de oxidatiemondstukken aan de basis van de verbrandingskamer en ze tangentieel richten op het binnenoppervlak van de gebogen wanden", zegt de BBC, de tweak van de raketwetenschappers "produceert een buitenste draaikolk van koele gassen die de wanden vormen een beschermende, koelbarrière. "
Wanneer dit de bovenkant van de kamer ontmoet, wordt het gemengd met raketbrandstof en naar binnen en naar beneden gedwongen, waardoor een tweede, binnenste, dalende wervel ontstaat in het midden van de kamer die geconcentreerd is als een tornado. De ontsnappende stroom van hete, hogedrukgassen wordt vervolgens door het mondstuk aan de achterkant van de kamer geperst, waardoor stuwkracht ontstaat.
De dubbele draaikolk in de motor houdt het warme mengsel weg van de wanden van de verbrandingskamer, wat betekent dat ze niet worden getroffen door dezelfde schroeitemperaturen die normale raketten met vloeibare brandstof beïnvloeden.
Naast het koel houden van de buitenkant van het systeem, werkt de vortex ook om de raketbrandstof efficiënter te verbranden door een vollediger mengen van de brandstof en lucht in een besloten ruimte te bevorderen. Bovendien geeft het langere pad van de draaiende wervelingen de brandstof meer gelegenheid om te branden, wat betekent dat de kamerhoogte kan worden verminderd, wat een aanzienlijke gewichtsbesparing - en dus kostenbesparing oplevert.
Meer van Smithsonian.com:
Reikend naar de ruimte
