24092017Nowości:
   |    Rejestracja

Silniki rakietowe studentów PW. Przyszłość przemysłu kosmicznego?


Czy już niedługo będziemy obserwować start rakiety wyposażonej w nowatorski silnik zaprojektowany przez studentów Politechniki Warszawskiej? Jest szansa, że za sprawą członków Koła Naukowego Napędów MELprop, działającego przy Wydziale Mechanicznym Energetyki i Lotnictwa, okaże się to możliwe.


space

Studenci pracują nad dwoma rodzajami silników rakietowych: na paliwo ciekłe i hybrydowymi. Ten pierwszy wykorzystuje utleniacz (w postaci ciekłej lub gazowej) i płynne paliwo, jest wydajniejszy, ale też bardziej skomplikowany (a więc i droższy) niż silnik na paliwo stałe. W hybrydowym używa się ciekłego utleniacza i stałego paliwa. Dzięki temu jest równie wydajny co silnik na paliwo ciekłe, ale przy tym tani i prosty – jak silnik na paliwo stałe.

– Najłatwiej wyjaśnić to na przykładzie wahadłowca, który jest wyposażony w silniki na paliwo stałe i paliwo ciekłe – mówi Filip Kopeć. – Na początku uruchamiane są silniki ciekłe. Ich przewaga nad stałymi polega na tym, że gdy np. przy starcie wykryje się jakąś usterkę, można zatrzymać spalanie i zapobiec katastrofie. W przypadku silnika stałego nie mamy takiej kontroli.

– A silników hybrydowych w misjach kosmicznych zasadzie się jeszcze nie używa – dodaje Aleksander Gorgeri, główny konstruktor silników rakietowych w KNN MELprop. – Wykorzystano je w SpaceShipOne, czyli pierwszym prywatnym załogowym statku kosmicznym.

To oznacza, że nasi studenci mierzą się z wielkim wyzwaniem. Tym większym, że w Polsce niewiele osób je podejmuje. – Z tego, co wiem, silnikami hybrydowymi zajmują się u nas tylko Instytut Lotnictwa, Polskie Towarzystwo Rakietowe i grupa studentów AGH, a ciekłymi – Instytut Lotnictwa i dr hab. inż. Jan Kindracki z Wydziału Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa PW – wyjaśnia Olek.

Członkowie KNN MELprop tworzą swoje konstrukcje od podstaw. Robią wyliczenia, wybierają i zamawiają części, sprawdzają, a jeśli potrzeba – zmieniają. – Na początku do sprawdzania instalacji jako utleniacza używaliśmy podtlenku azotu, znanego jako gaz rozweselający – opowiada Filip. – Kilogram kosztuje ok. 40 zł. A my zużywaliśmy nawet pół kilo na sekundę. Dlatego zainwestowaliśmy w dwutlenek węgla, który jest dużo tańszy i ma podobne właściwości, więc przy testach dobrze się sprawdza. Ale w silniku nie może zastąpić podtlenku.

W prace nad silnikami zaangażowanych jest w sumie kilkanaście osób. Niezbędna jest wzajemna pomoc, ale także cierpliwość, bo czasami na kolejne elementy silnika czeka się nawet 1,5 miesiąca. Wszystko dlatego, że wiele z nich może wykonać tylko jedna firma w Polsce.

– Wszystko sprowadza się do wypisania kilkudziesięciu wzorów, zróżniczkowania ich, wrzucenia do programu MATLAB i optymalizacji kodu – krótko podsumowuje Olek – Dzięki temu wiemy, jakie są parametry pracy i wymiary silnika. Na ich podstawie trzeba szczegółowo zaprojektować całą konstrukcję, dobrać odpowiednie materiały i wreszcie znaleźć firmę, która zajmie się wykonaniem.

Parametry silnika wyglądają następująco: ciąg na poziomie 1 kilonewtona, temperatura w komorze spalania – 3 tys. kelwinów, prędkość gazów wylotowych – 2 km/s.

– Nasz silnik, przede wszystkim przez ograniczenia budżetowe, nie jest tak technologicznie zaawansowany, żeby z miejsca wykorzystać go komercyjnie – zaznacza Filip. – Ale dzięki naszym doświadczeniom bylibyśmy w stanie taki zaprojektować.

Członkowie KNN MELprop wielkimi krokami zbliżają się do kolejnego ważnego dnia – testów swojego silnika na paliwo ciekłe. Pracują nad nim od dwóch lat. Ostatnio sprawdzili dwie instalacje: paliwową oraz chłodzenia.

Napisane przez:


 

Podziel się z innymi

Powiązane artykuły

Dodaj komentarz

Dodaj komentarz

 

308506