NASA测试罕见的旋转引爆超音速火箭发动机

NASA测试罕见的旋转引爆超音速火箭发动机一个典型的火箭发动机,如美国国家航空航天局的太空发射系统(SLS)火箭或SpaceX公司的猎鹰阵容,使用一个标准燃烧室来产生推力。这个燃烧室将推进剂(燃料)和氧化剂(可燃材料)以高压送入燃烧室,在那里它们被点燃。所产生的推力然后通过一个精心制作的喷嘴--而废气和燃烧室中的产品的平衡(燃烧室压力)是决定发动机是否会工作或是否会简单地将废气送回罐中的关键。这个过程被称为爆燃,这是一个技术术语,即燃烧反应的废气或副产品的速度慢于音速。在类似的情况下,爆炸是指副产品的速度超过音速或超音速。这给它们带来了额外的效果,因为气体激发了它们所处的介质的粒子。作为一个简单的例子,地球上的三硝基甲苯(TNT)爆炸是一种引爆,因为水、氢气、一氧化碳和其他副产品在空气中的传播速度比声音快。这也导致了爆炸时观察到的特有的冲击波。旋转引爆发动机内部的实景图,显示了燃烧混合物如何移动。旋转引爆发动机还利用引爆原理在燃烧室内建立一个自我维持的压力,这带来了更高的燃油效率和更高的功率。在这样的发动机中,燃烧产物在一个圆柱形的燃烧器内游动,或技术上称为环形燃烧器。这种燃烧器的形状允许来自爆燃的压力波围绕发动机旋转,波在这样的过程中"追逐"自己。它们的高速度导致波浪每秒覆盖数万转,爆燃过程能更好地将燃料的能量转化为推力。美国宇航局表示,其RDNE在阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心进行了几次热火测试,该机构正在与InSpace,LLC合作分析这些数据。这对搭档进行了十多次测试,看到发动机累计点火超过10分钟。此外,RDNE的全油门测试看到它产生了4000磅的推力,腔室压力为每平方英寸622磅(psi),psi读数是旋转引爆设计的最高值。传统的发动机,如NASA和SpaceX目前使用的发动机,其腔体压力为数千磅/平方英寸。据航天局称,这些测试的目的不是为了创造新的腔室压力记录。相反,美国宇航局旨在评估发动机的建造材料是否能够承受爆炸性燃烧的高压力--特别是用于火箭推进的燃烧。据航天局称,这些材料是通过3D打印制造的,所用材料是"NASA开发的铜合金GRCop-42"。4000磅推力的发动机也成功地实现节流并演示了自行点火,美国宇航局现在的目标是测试一个更强大的10000磅版本。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1341621.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1341621.htm

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视频展示维纳斯宇航旗下超音速无人机使用旋转引爆火箭发动机飞行

视频展示维纳斯宇航旗下超音速无人机使用旋转引爆火箭发动机飞行超音速无人机听起来似乎很新潮,但作为一个基本概念,它们的历史却算得上悠久。早在20世纪50年代初,美国空军就开始研制遥控超音速喷气式飞机,作为测试防空能力的目标、在危险地区进行侦察的平台,或作为装备常规弹头或核弹头的武器。然而,在过去的75年中,它们都有一个共同点,那就是使用喷气发动机作为推进器,使它们的飞行速度超过1马赫。近年来,航空电子设备、空气动力学和自主系统的进步使无人驾驶飞机的作用不断扩大,但其核心仍是喷气推进。现在,维纳斯宇航公司(VenusAerospace)更进一步,在其最新的无人机上安装了RDRE。2月24日,当原型机在12000英尺(3700米)的高空空投时,这架长8英尺(2.4米)、重300磅(140千克)的机器人飞机最高速度仅为0.9马赫。这是因为它是由过氧化氢单推进剂发动机提供动力,以80%的推力运行,航程为10千米(16.1千米),使其保持在音速以下。但与它同时运行的还有RDRE系统,该系统将在以后的飞行中接替它,使飞行器的速度超过1马赫。RDRE从本质上说是一种克服火箭或喷气发动机局限性的方法,它依靠的是一种更为新颖的无运动部件的原理。RDRE由两个同轴气缸组成,气缸之间有间隙。燃料/氧化剂混合物被引入并点燃。如果操作得当,就会产生紧密耦合的反应和冲击波,在间隙内以超音速加速,产生更多的热量和压力。因此,发动机更轻、更简单,效率比传统发动机至少高15%。这意味着更大的有效载荷或更高的速度。几周前,维纳斯公司展示了其RDRE的持续燃烧。首席技术官兼联合创始人安德鲁-达格比(AndrewDuggleby)说:"使用空中发射平台和火箭带翼配置,使我们能够以低成本快速完成我们的RDRE作为高超音速发动机的最低可行性测试。团队以专业精神执行了测试,并掌握了大量数据,可为下一次飞行提供依据和调整。"一切都将去向何方?维纳斯公司表示,它计划制造一种可重复使用的高超音速航天飞机,能够以9马赫(6900英里/小时/11000公里/小时)以上的速度运送乘客。它目前的名字叫"追星者"(Stargazer),它将起飞并"轻柔地"将自己推进到17万英尺的高度--也就是卡曼线的一半多一点--然后进入高超音速状态,在稀薄的空气中大步前进。其最终目标之一是制造一架由RDRE驱动的高超音速客机,名为"追星者"(Stargazer)。维纳斯曾提出过休斯顿到伦敦或旧金山到东京一小时旅行的想法。显然,这只是一个遥远的设想,而且在未来,Stargazer与现实之间还有很长的路要走。就近而言,该公司正在为各种国防应用开发这种发动机,这也是我们在中短期内有望看到它的主要场合。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425898.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1425898.htm

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SpaceX在罕见的试射中将火箭发动机尾部指向天空

SpaceX在罕见的试射中将火箭发动机尾部指向天空作为开发测试的一部分,该公司分享了一次罕见的"猛禽"测试录像,在这次测试中,发动机与水平测试场成一定角度。最重要的是,这次测试是一次长时间的测试,发动机在测试中表现轻松,这表明发动机问题可能很快就会成为SpaceX的过去。无论是猎鹰9号还是星际飞船,SpaceX在发射任何火箭之前,都要在位于麦格雷戈的设施中测试所有发动机。麦格雷戈是该公司历史最悠久的基地之一,为SpaceX所有火箭引擎的开发做出了贡献。该公司最新的发动机是猛禽(Raptor)发动机,专为星际飞船设计。虽然SpaceX还没有成功试飞过完整的星际飞船堆栈,但它已经对猛禽进行了升级,公开披露的最新变体是猛禽3。该发动机已经点火多年,其燃烧室存在的问题也是SpaceX公司"星际飞船"上层部分测试失败的原因之一。猛禽"发动机比"猎鹰9号"和"猎鹰重型"火箭所使用的"梅林"发动机强大得多。根据埃隆-马斯克的说法,猛禽3可以产生59万磅的推力,自从5月份进行产生这种推力的测试以来,该发动机可能已经进入量产阶段。SpaceX的猛禽V3火箭发动机在2023年5月进行的一次持续一分多钟的测试中燃烧室压力的性能图。图片:埃隆-马斯克/X虽然5月份的测试达到了59万磅的峰值推力,但这可能还不是猛禽V3发动机的上限。在这次测试大约两个月后,马斯克再次在X(前身为Twitter)上分享说,在海平面上将猛禽发动机的推力增加20%是可能的。与猛禽2号发动机51万磅的推力相比,猛禽3号发动机有可能产生高达60多万磅的推力。最近,SpaceX已经停止分享火箭发动机测试片段,仅有的测试片段是通过专门的围观者在网上获得的。去年年初,猛禽2号发动机在研发初期的一次试运行中燃烧室熔化,其中一个片段浮出水面。X频道分享的最新猛禽视频是一次独特的测试,视频显示发动机在斜向地面的情况下进行"长时间"点火测试。大多数"猛禽"测试都是在水平测试台上进行的,而"梅林"发动机则是在垂直测试台上进行的。在测试过程中,发动机通常与地面平行,但这次,SpaceX确认发动机与地面的夹角为15度。这是一个重要因素,因为火箭发动机在产生数十万磅推力时,其角度会对多个部件造成压力。这样的测试可以向工程师保证,这些部件的性能符合预期。虽然SpaceX拍摄的视频只有20多秒钟,但亚当-库克(AdamCuker)在X上发布的视频显示,测试持续了两分多钟。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377829.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1377829.htm

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Venus Aerospace高超声速旋转引爆火箭发动机成功完成持续燃烧试验

VenusAerospace高超声速旋转引爆火箭发动机成功完成持续燃烧试验自20世纪40年代以来,化学火箭发动机一直是航空航天领域的主角。这些动力装置是目前飞越地球大气层的唯一方式,而且它们确实做得非常出色。液体燃料火箭,有时在固体燃料火箭的辅助下,将第一批卫星送入轨道,将第一批宇航员送上月球。它们将机器人探测器送上了每一颗行星,还有一些卫星、小行星和彗星。但从另一个角度来看,这些火箭(无论是哪种燃料)也被放置在发射井中和世界各地的潜艇上,与至今仍有可能造成大规模破坏的亚轨道核武器一起,为更小的武器系统提供动力,小到个人榴弹发射器,大到装有火箭推进炮弹的手枪。不幸的是,火箭在其历史早期的很短时间内就取得了很大进步。虽然经过多年的不断改进,但自1942年第一枚纳粹V-2型火箭飞离地球大气层以来,化学火箭的运行一直非常接近其理论极限。因此,美国国防部高级研究计划局(DARPA)、美国国家航空航天局(NASA)和其他机构一直在研究更高效的新型发动机,用于太空旅行和推动下一代高超音速导弹。RDRE是一种特别有前途的替代方案,它利用了一种表面上看起来有点自相矛盾的不同原理。从根本上说,RDRE的工作原理是将爆炸转化为受控爆轰波,这种爆轰波无需移动部件就能自我维持。火箭有一个注入燃料和氧化剂的燃烧室,而RDRE则有两个同轴圆柱体,中间有一个间隙。燃料和氧化剂的混合物被引入并点燃。如果操作得当,它们会形成紧密耦合的反应和冲击波。冲击波在间隙内以超音速旋转,产生更多的热量和压力。除了让它工作之外,最棘手的问题是维持它的燃烧。如果能够做到这一点,理论上RDRE的效率至少可以提高15%。美国国家航空航天局(NASA)已经对RDRE进行了长时间的管理,证明RDRE可以为月球着陆器提供动力,现在维纳斯宇航公司(VenusAerospace)已经成功实现了适合高超音速导弹的持续燃烧。据该公司称,这是通过引入冷却系统来防止发动机在测试过程中熔化。RDRE具有进一步扩大航程或增加有效载荷的潜力,它可以使用更安全、更稳定的液体推进剂,从而使操作更安全、加载时间更快,并避免了妨碍使用低温燃料的沸腾现象。维纳斯宇航公司首席技术官兼联合创始人安德鲁-达格比(AndrewDuggleby)说:"在我们继续向全球高速飞行的终极使命迈进的过程中,这是一个重要的技术里程碑,因为我们已经拥有了可以飞行的发动机。"我为我们的团队继续推进这项改变世界的技术而感到无比自豪。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423384.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1423384.htm

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SpaceX同时点燃14个火箭发动机 获得创纪录的710万磅推力

SpaceX同时点燃14个火箭发动机获得创纪录的710万磅推力星际飞船使用33个猛禽2号引擎,产生高达1600万磅的推力,据该公司负责人埃隆·马斯克说,这次测试使用了14个引擎。围绕Starbase的最新情况来自于媒体的报道,这些报道声称SpaceX的总裁兼首席运营官GwynneShotwell女士现在正在德克萨斯州的博卡奇卡领导工作。她是该公司仅次于首席执行官埃隆-马斯克先生的第二大影响力人物,而她来到博卡奇卡的消息是在后者沉浸在他以440亿美元收购社交媒体网络Twitter之后发生的。尽管没有进行过多次发动机点火,但SpaceX在今年整个过程中一直在忙于测试火箭的工作。它还定期在德克萨斯州的一个独立设施中测试火箭发动机,这些都提供了一些壮观的景象,因为该公司将其设备测试到了极致,甚至融化了发动机的燃烧室。今年早些时候进行的另一次星际飞船测试并不顺利,当SpaceX测试它的泵时,230英尺高的星际飞船超重型助推器底部爆发了一场大火。马斯克后来证实,富含燃料的空气混合物是造成这种情况的原因;但他没有提供更多细节。这次测试发生在北京时间下午12:51,过程大约持续了10秒钟。它被NASASpaceflight和LabPadre提供的摄像机实时捕捉到,并对该设施进行了全天候的报道。最初,测试中使用的引擎数量并不清楚,但马斯克很快跟进,并确认他的公司在其历史上首次测试了14个火箭引擎。SpaceX最大的运行火箭是猎鹰重型火箭,它使用27个引擎。然而,该飞行器将三枚猎鹰9号火箭捆绑在一起,每枚火箭都有9个引擎,然后让该公司避免了同时管理向众多引擎输送燃料的额外复杂性,同时也为它们的启动顺序计时。猎鹰重型火箭使用SpaceX的梅林1D火箭发动机,与猛禽相比,它的设计更简单。梅林发动机没有将其燃烧器前的废气重新导入燃烧室。这让设计者避免了处理更多高压、高温气体的复杂性。然而,猛禽会重新引导这些空气,因此它需要精确的启动时间,以确保其无数不同的泵在同一时间一起运行。14台发动机的猛禽2号静态发射产生的推力相当于37台梅林发动机(按每台梅林发动机19万磅的峰值海平面推力计算),如果每台发动机产生51万磅的推力,那么全部测试的结果就是710万磅的推力,美国宇航局历史上的庞然大物土星五号火箭将人类送上月球的发射时产生了760万磅的推力。今天的测试是成功的,在大规模点火后不久,SpaceX也成功地对其火箭进行了减压。马斯克今年早些时候表示,火箭最快可以在本月进行轨道试飞;然而,随着11月第三周的到来,他的公司在将世界上最大的火箭发射到轨道上之前还有几项任务要完成。其中包括获得联邦航空管理局(FAA)的许可,并可能对火箭及其所有33个引擎进行全堆栈静态点火。如果这些测试成功,那么轨道发射的尝试时间表将变得更加清晰。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332805.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1332805.htm

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SpaceX火箭发动机测试在得克萨斯州继续进行

SpaceX火箭发动机测试在得克萨斯州继续进行SpaceX的星际飞船火箭等待美国联邦航空局批准第二次发射,这是星际飞行验证测试的一部分。图片:SpaceX/X与此同时,来自SpaceX位于麦格雷戈的设施的画面显示,猛禽发动机的研发工作正在全面展开。在10月的第三周,SpaceX对猛禽2号发动机进行了多次测试,根据画面显示,这些测试有可能是改进发动机关键性能参数、制造材料或子部件系统过程的一部分。太空探索技术公司(SpaceX)的"星际飞船"(Starship)项目开发方法使该公司能够同时生产和测试多枚火箭。完整的星际飞船堆栈包括两枚火箭,即第一级超重型助推器和第二级星际飞船。在上周末进行的一次测试中,SpaceX启动了第二级星舰猛禽发动机,展示了NASA月球着陆系统的一项关键能力。几天后,SpaceX在首次测试两个多月后启动了水喷淋系统。这一次,测试增加了一个储水箱,流出的水量也更多,以达到保护发射台在星际飞船发射时不受损坏所需的规模。为了确保火箭发射活动不影响发射台周围的生态系统,SpaceX不得不对发射场进行繁琐的处理。冷却发射台并将发动机的动力从混凝土和钢结构上转移开需要数千加仑的水,尽管这些水会被转化为蒸汽,但在星际飞船项目的整个生命周期内,过多的水流向周围区域应该会给野生动物带来一些风险。最近一次发射场灭火系统测试是在鱼类和野生动物管理局官员访问测试场之后进行的,他们在那里花了一些时间对星际飞船发射台周围的区域进行了评估。获得政府发射机构的批准一直是"星际飞船"计划的关键瓶颈,SpaceX已经花了几个月的时间等待鱼类和野生动物管理局(FWS)和联邦航空局(FAA)等机构批准发射活动的环境许可。FWS的评估是FAA监督的更广泛环境评估的一部分,尽管FAA官员在今年早些时候乐观地表示,星际飞船的第二次飞行至少可以在11月之前进行,但推迟到2024年的可能性仍然存在。不过,这并没有阻止SpaceX继续开发火箭的所有部件。星际飞船最重要的部分--发动机,在四月试飞后进行了重大升级,麦格雷戈最近的一些猛禽火箭测试表明,SpaceX可能正忙于升级火箭发动机的性能。来自火箭发动机试验台的最新镜头显示,当发动机泵出数千磅推力时,火花从发动机的喷嘴喇叭口飞出。在另一次测试中,这些火花与特有的绿色火焰相遇,这表明SpaceX可能会再次将发动机的性能推向极限。在发动机测试或飞行操作过程中产生火花有多种原因。虽然火花并不是SpaceX发动机系统(包括为猎鹰9号火箭提供动力的梅林发动机)的特征,但在其他发动机上却很常见,例如火箭实验室电子火箭的卢瑟福发动机。据火箭实验室负责人彼得-贝克(PeterBeck)称,火花是正常现象,一般是火箭发动机点火器积碳造成的。点火装置与发动机上的燃烧室一起工作,点燃推进剂混合物。对于猛禽发动机来说,猛禽1号和猛禽2号都对点火器进行了重大升级。据SpaceX公司首席执行官埃隆-马斯克(ElonMusk)介绍,猛禽2号的点火装置使用了一种"秘密新设计",位于火箭发动机内部。点火器通常产生火花来点燃推进剂,而猛禽2号的燃烧室没有使用这种点火器,但截至2022年7月时,氧气和甲烷动力头中仍有火花点火器。动力头负责将燃料和氧气加压到燃烧室燃烧所需的水平,并通过点燃一些推进剂混合物来驱动涡轮机来实现这一目的。试验过程中的绿色火焰通常表示发动机的燃烧室由于热量过高而熔化。较高的燃烧室压力可提高单位推进剂的推力,这使得工程师们可以减轻重量,因为只需较少的推进剂就能产生较大的功率。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391675.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1391675.htm

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NASA成功完成RS-25火箭发动机的全长热火测试

NASA成功完成RS-25火箭发动机的全长热火测试美国宇航局、AerojetRocketdyne公司成功测试升级后的RS-25发动机长达500秒今天的测试是在美国宇航局及其承包商AerojetRocketdyne于去年12月中旬首次尝试全长运行之后进行的。虽然为SLS火箭提供动力的RS-25发动机是世界上最古老的发动机之一,最早于1981年首次在航天飞机上飞行,但美国宇航局在其整个生命周期中对其进行了几次升级,然后在航天飞机计划结束后保留了它。正在测试的发动机是RS-25E,是根据SLS火箭的要求建造的原始设计的简化版本。以前在航天飞机上使用的发动机可以重复使用,因为航天飞机在完成每次任务后都可以可控回收。另一方面,新的发动机现在将为SLS火箭提供动力,与SpaceX的猎鹰9号不同,它不能降落也不能重复使用。因此,一个更便宜的引擎可以给NASA节约成本,为火箭提供动力的四个引擎在发射后就被浪费了。这种升级的发动机有几个新的部件,如其动力头、喷嘴和控制器。火箭发动机上的喷嘴负责在燃烧后对其排气进行"塑形",而动力头是一个关键项目,由几个部件组成,如负责向燃烧室和其他设备提供燃料的泵。Aerojet公司还使用新技术,如3D打印作为生产过程的一部分。这次测试是第一次对新发动机进行全长运行的测试--与它在SLS火箭上飞行的时间相同。美国宇航局12月的测试运行在209.5秒处被发动机监测系统切断。该测试是几个认证测试的一部分,以确保该发动机能够将人类送上月球。一个完整的持续时间测试中我们看到RS-25持续启动了500秒,产生了高达418000磅的推力。这也使得RS-25成为美国最强大的载人火箭所用的液体燃料发动机,也是最有效率的发动机之一,其比冲力为452秒。美国宇航局斯坦尼斯航天中心有几个测试台,今天的测试是在弗雷德·海斯台进行的。这个设施以前被称为A-1试验台,有200英尺高,而发动机测试产生的蒸汽云甚至使这个巨大的结构相形见绌。根据NASA的说法,RS-25发动机的排气温度可以超过6000华氏度,为了降温,冷水会在发动机下方喷洒,被加热后产生大量的蒸汽云。除了测试发动机,美国宇航局还在升级其在佛罗里达州肯尼迪航天中心的设施,并在米休德同时制造接下来的三枚阿特米斯火箭。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1343339.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1343339.htm

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