UCF研究人员研发出开创性先进新型火箭推进系统

美国中佛罗里达大学(UCF)的一研究团队开发出了一种先进新型火箭推进系统,这种先进火箭推进系统曾经被认为是不可能实现的。该系统被称为旋转爆震火箭发动机系统将用于太空任务的上级火箭变得更轻,行进更远,燃烧更干净。这项研究首次提出了氢氧推进剂在旋转爆轰火箭发动机中安全、有效工作的实验证据。

旋转引爆是绕着火箭发动机内部旋转,速度达到5马赫的连续爆炸,5马赫爆炸产生能量推进火箭每小时行进4500至5600英里,是音速的5倍以上。它们被装在一个由铜和黄铜制成的耐用发动机体内。通过向系统中注入适量的氢氧推进剂来维持爆炸。该系统提高了火箭发动机的效率,使火箭发动机在产生更多动力的同时,比传统的火箭能耗更少,从而减轻了火箭负荷,提高了能量利用效率,降低了火箭发射成本、减少温室气体排放。

这项技术从20世纪60年代开始研究,但由于使用的化学推进剂或混合方式的原因,一直没有成功。

该研究小组通过仔细平衡向发动机内释放的推进剂–氢氧的速率,使其发挥作用。

研究人员表示:必须调整释放推进剂喷流的大小,以加强局部氢氧混合物的混合,如果成分混合物稍有偏差,它就会倾向于爆燃,或者慢慢燃烧而不是引爆。

UCF研究人员研发出开创性先进新型火箭推进系统

该研究团队还必须捕捉到他们发现的证据。他们通过在氢燃料流中注入一种示踪剂,跟踪内部发生的爆炸过程,然后用高速相机对引爆波进行量化。

研究人员认识到氢爆结构中的一些独特挑战,通过设计一个稍加改进的实验装置,显著提高了相关信号强度。

空军研究实验室旋转爆炸火箭发动机项目的负责人威廉·哈格斯说:这些研究成果已经在整个国际研究界产生了反响,现在有几个项目因为这些成果,正在重新研究旋转式火箭发动机内的氢爆震燃烧。我很荣幸能参与到这项高质量研究。

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