Неуловимый двигатель Aerospike наконец-то готов к полету

После 70 лет урывков, стала ли наконец реальностью давно обещанная конструкция сопла?

Будь то немецкая ракета Фау-2, легендарный Сатурн V НАСА или Falcon Heavy компании SpaceX, все ракетные двигатели имеют общий признак: их выхлопные сопла имеют форму колокола. Геометрия этого сопла имеет решающее значение, поскольку без него ракеты не смогут создать достаточную тягу, чтобы оторваться от стартовых площадок, не говоря уже о том, чтобы избежать гравитации Земли.

Но старый способ ведения дел не всегда является лучшим.

По крайней мере, с 1950-х годов инженеры-ракетчики задавались вопросом, может ли другая конструкция сопла, известная как аэроспайк, стать более эффективным способом отправки людей к звездам. Хотя эта концепция никогда не приводила в движение реальную ракету (хотя НАСА запускало демонстрационный образец на кузове SR-71 в 1990-х годах), идея аэроспайка остается удивительно жизнеспособной. Спустя почти 70 лет после его первоначального создания многие, многие, многие аэрокосмические стартапы в последние годы задумывались над идеей возрождения аэроспайка. Последней из этих компаний является стартап Polaris, который в апреле получил военный контракт с Германией на исследование потенциала использования линейного ракетного двигателя (LAS) в демонстраторе космического самолета.

Так что же именно делает эти двигатели такими привлекательными, особенно после того, как колокол-сопло более чем доказало свою ценность на протяжении всей истории космических полетов человека? Ракетные двигатели используют давление воздуха, чтобы помочь поднять полезный груз со стартовой площадки. На уровне моря давление воздуха оказывает давление на газы, выходящие из сопла ракеты, а сопла колокола, по сути, предназначены для эффективной работы на одной конкретной высоте (ракета космического корабля, например, была более эффективна в космосе, чем на стартовой площадке). Однако, если бы сопло ракеты могло каким-то образом приспосабливаться к барометрическому давлению при выходе из атмосферы, тогда оно было бы способно поднимать более высокие полезные нагрузки, уменьшая массу ракеты (будучи одноступенчатым) и в целом было бы лучшим двигателем. Это обещание аэроспайкового двигателя.

Аэроспайковый двигатель контролирует выхлопные газы, выходящие из ракеты, опираясь на само давление воздуха, а не на стенки колпака. Это позволяет двигателю адаптироваться к изменяющемуся давлению воздуха. Два типа аэроспайковых двигателей — тороидальные и линейные — различаются по форме (как следует из названия), но принципиально работают одинаково. НАСА рассматривало аэроспайковые двигатели для космического корабля "Шаттл", прежде чем в конечном итоге остановило свой выбор на обычном колоколообразном сопле. А Lockheed Martin разработала преемника космического корабля «Шаттл» — космический самолет X-33 — с учетом аэродинамических двигателей, хотя в конечном итоге проект был свернут.

Двигатель LAS от Polaris будет летать на демонстрационном космическом самолете и, как мы надеемся, обеспечит все преимущества движущих сил аэроспайковых двигателей, а также будет лучше подходить для космического самолета плоской формы (т.е. позволит избежать ударов хвостом во время взлета и посадки). Кроме того, компания считает, что сможет решить некоторые проблемы проектирования двигателя, в частности, как его охлаждать, благодаря последним достижениям в области 3D-печати.

Только время покажет, отправит ли Polaris наконец аэроспайк в космос или станет еще одной неудачной попыткой революционизировать полеты человека в космос.

Даррен живет в Портленде, у него есть кот, он пишет/редактирует научную фантастику и то, как устроен наш мир. Вы можете найти его предыдущие работы на Gizmodo и Paste, если присмотритесь.

Является ли термоядерный синтез будущим освоения космоса?

Астронавты смогут впадать в спячку через 10 лет

SpaceX взорвала собственную стартовую площадку

Упс, звездолет SpaceX только что взорвался

Облом: SpaceX отменила сегодняшний запуск космического корабля

Новая японская ракета вышла из строя во время запуска

Звездолет SpaceX почти готов к запуску

Китай построил гиперзвуковой трамплин

Как НАСА разрешило запуск «Артемиды» несмотря на повреждения

10 уроков, извлеченных из неудачных запусков ракет

Обломки ракет в этих регионах могут привести к гибели людей

Космический полет повысит озоновый слой на 4 градуса