雷神公司将为DARPA打造革命性的旋转爆震发动机

雷神公司将为DARPA打造革命性的旋转爆震发动机实际运行中的Gambit引擎的艺术概念图图/美国国防部高级研究计划局燃气轮机是高效率发电厂的主要部件,也使现代航空旅行和许多武器系统成为可能,但它们也有许多缺点。首先它们是复杂的机器,很重,有许多组装和维护成本高昂的移动部件,并且需要特殊材料和特殊加工来应对其运行的极高温度。当这样的发动机安装在飞机上时,这已经够糟糕的了,但是当它成为像巡航导弹这样的一次性武器的一部分时,这不仅限制了载荷,而且会花费大量金钱。一种替代方案是旋转爆震发动机(RDE),它用燃烧燃料/空气混合物的特殊性能取代了涡轮机的复杂性。在RDE中,燃料和空气的可燃混合物被引入两个同轴气缸之间的间隙,间隙的一端密封,另一端形成喷嘴。当混合物被点燃时,它会以一种非常特殊的方式燃烧。燃烧以超声波的形式在间隙内传播。随着更多的燃料和空气从顶部引入,波继续在间隙中绕行,产生越来越多的热量和压力,并被迫向下,直到通过喷嘴退出,产生推力。这种发动机具有许多明显的优点。它们设计简单,难以禁用,易于廉价批量生产,不需要特殊金属和陶瓷,并且重量轻且紧凑。它们还可以配置冲压发动机、燃气轮机和火箭,以实现广泛的可能应用。问题是如何将RDE从近年来一直驻扎的测试台中取出,并创建一个功能正常的演示器。根据DARPA合同,雷神公司将通过一系列迭代开发Gambit发动机,直到提出一种可以适应未来军事武器系统的设计,特别是新型防区外导弹,以使第四代战斗机与21世纪的战场保持同步。目前,该项目处于第一阶段,包括发动机及其主要部件的初步设计。第二阶段将处理实际发动机的制造和测试。最终目标是开发出一种可适用于未来原型武器系统的RDE。“这是一个革命性的推进系统,”雷神公司先进技术总裁科林·惠兰说。“我们正在利用现有的数字设计工具和整个RTX业务的经验来快速制作下一代攻击武器的原型并使技术成熟。”...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1389691.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1389691.htm

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朝鲜称成功进行新导弹固体燃料发动机地面点火试验

朝鲜称成功进行新导弹固体燃料发动机地面点火试验朝中社星期三(3月20日)报道,朝鲜19日成功进行了新型中远程高超音速导弹多级固体燃料发动机的地面点火试验,领导人金正恩到场指导。韩联社引述朝中社称,19日上午和下午,朝鲜导弹总局和所属发动机研究所,在平安北道铁山郡东仓里的西海卫星发射场,按新型武器系统开发日程进行了上述试验。新型中远程高超音速导弹武器系统的开发时间表由此敲定。金正恩说,这个武器系统的价值不亚于洲际弹道导弹,敌人对此更清楚。金正恩也对劳动党八大提出的“五年规划期间战略武器部门开发任务”圆满完成表示满意。有观测认为,朝鲜去年11月进行首次地面点火试验,今年1月试射了搭载高超音速机动型操纵战斗部的中远程固体燃料弹道导弹。这次可能是对反映上次试射结果的发动机进行地面点火试验,预计近期将测试搭载该发动机的高超音速中远程导弹。2024年3月20日1:51PM

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NASA和DARPA保证其核火箭发动机故障概率小 符合现有规定

NASA和DARPA保证其核火箭发动机故障概率小符合现有规定美国国家航空航天局(NASA)和DARPA于今年1月联合宣布,计划在2027年进行核火箭试飞。该火箭将使用一个小型反应堆和氢气来加热后者并产生推力。该协议被称为"敏捷星月运行示范火箭"(DRACO),NASA将负责发动机和火箭的研发,而DARPA将负责核热火箭实验飞行器(X-NTRV)的研发。他们选择洛克希德-马丁公司作为该火箭及其发动机的主要承包商,该发动机将使用铀来展示推进力。美国国家航空航天局核技术组合经理史蒂夫-卡洛米诺博士解释说,DRACO任务的主要方面是测试发动机上复杂的涡轮机械设备,了解反应堆的性能,操纵发动机的性能,使其启动、重启和实现节流。测试的目的是收集数据,以验证美国宇航局的地面模型。这些模型将为航天局提供"工程学基础",以了解核推进和火箭在火星旅行中能发挥什么作用。DRACO试验的一个关键限制是选择氢作为燃料。传统火箭发动机使用液氧作为氧化剂来燃烧煤油等燃料,而核动力发动机将利用反应堆的热量把低温氢加热到高温。因此,氢气是试验的限制因素,因为DRACO火箭的性能将受到DARPA和NASA在轨道上保持氢气冷却时间的限制。不过,氢气的质量也有很大优势,因为它的密度比传统火箭燃料小。DARPA火箭的试验将包括两千公斤氢和一百公斤铀。美国国家航空航天局的火星运输栖息地(MTH)效果图。MTH是一个独立的项目,与DRACO发动机无关。图片美国国家航空航天局数据对NASA来说是一项重要的资源,因为它能让NASA和国防部证明投资的合理性,使反应堆的温度足以收集可靠的数据。DARPA的DRACO项目经理TabithaDodson博士介绍说,NASA在20世纪末的NERVA核动力火箭项目相当先进,在地面测试了发动机之后,每年都要制造三个反应堆。DARPA对核动力发动机在发射前在地面保持安全的能力非常有信心。美国国家航空航天局(NASA)也有同感,卡洛米诺博士详细解释了飞行和燃料选择所涉及的风险:我们提到过放射性同位素系统。我想说明的是,裂变系统不是放射性同位素系统。它们有非常非常大的不同。放射性同位素系统从准备装入发电机到装入有效载荷,再到放在发射台上,都具有放射性。钚基本上就是一种放射性物质。铀235在没有经过裂变和被放射性产品包围的情况下,基本上是一种金属。如果在发射过程中或发射台上发生事故,可能产生的碎片并不比涡轮机械产生的碎片更糟糕,涡轮机械也可能在这种事故中或其他地方散落。只是,在那个时间点上,它并不是放射性物质。多德森博士谈到了这种事件发生的概率,并发表了评论:我想在这里再补充一点。安东尼提到了一种我们认为几乎不可能发生的事故情况。这种可能性微乎其微。我们必须考虑事故发生的各种可能性。因此,在很多情况下,反应堆可能会自动开启,例如,如果它掉进水里,这种想法是臆想出来的。因为这种可能性非常低,即使发生了事故,向公众释放的放射性物质也是微乎其微的。这也符合NSPM-20的要求,在电话会议中已经提到过。因此,有数据表显示,只要你几乎不可能发生事故或向公众释放极微量的辐射,因此基本上处于本底辐射水平就可以进行发射。因此,DRACO已经对所有可能发生的事故进行了初步分析,发现我们的事故概率很低,释放量也很小。罗尔斯-罗伊斯公司打算在月球上使用的核反应堆的设计概念。至于发动机本身,它使用的是标准膨胀机循环,这使得氢气很可能首先被加热,然后用来为涡轮机械提供动力。卡洛米诺博士解释说,产生推力需要在一秒钟内将开尔文20度的氢气加热到2700度,然后将加热后的氢气从发动机喷嘴中喷出。美国国家航空航天局研究了地面测试的成本,这些成本高于在太空中进行测试的成本。主要的成本驱动因素是捕获发动机的流出物,以及需要确保裂变产物不会释放到大气中。虽然有可能在地面上实现这一目标,但这需要花费太多的金钱和时间;然而,据美国宇航局的投资组合经理称,如果该机构希望用核动力发动机将货物和人类运往火星,地面测试将是必要的。试验的轨道范围在700公里到2000公里之间,反应堆的制造商BWXT解释说,该公司已经证明有能力制造反应堆的材料和部件。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1373359.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1373359.htm

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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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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发动机试验台在"猛禽"发动机测试后陷入一片火海

SpaceX发动机试验台在"猛禽"发动机测试后陷入一片火海2022年早些时候SpaceX分享的猛禽发动机测试片段。图片:SpaceX/YouTubeSpaceX/YouTube大多数火箭公司只为未来特定的火箭生产固定数量的发动机,而SpaceX则不同,它是一家硬件资源丰富的公司。该公司在得克萨斯州开发的"星际飞船"火箭已经开始生产钢板、金属罐和火箭发动机。在将火箭发动机安装到猎鹰9号、星际飞船超重型或星际飞船第二级之前,都要在SpaceX位于得克萨斯州麦格雷戈的设施中进行资格测试。这两种火箭发动机可以通过它们的排气烟雾区分开来。梅林"发动机的排气因煤油而呈橙色,而"猛禽"发动机的排气更清洁,呈蓝色。猛禽发动机是专为星际飞船设计的全新设计,因为它们可以使用甲烷作为燃料。今天,来自德克萨斯州当地媒体NASASpaceflight频道的镜头显示,在SpaceX位于麦格雷戈的展台进行的猛禽发动机测试似乎最终陷入火海。测试在当地时间下午4点12分稍后开始,由于点火产生的烟雾挡住了摄像机的视线,测试看起来进行得很正常。点火后14秒,烟雾散去,发动机已经关闭,测试似乎已经结束。SpaceX的"猛禽"发动机在2023年的一次长时间试验中测试其万向节然而,在烟云散去之后,火箭发动机喷嘴的底部立即喷出了火苗。在试验过程中,这一区域曾出现过猛禽火箭特有的马赫钻石火焰。然而,这些新的火焰是橙色的,而且在第二次爆炸吞没整个结构之前,它们似乎一直在向上移动。幸运的是,SpaceX的发射台在爆炸后仍然屹立不倒。然而,事故发生后,白云不断从支架顶部飘出,持续了一分多钟后才散去。在等待安装到星际飞船助推器上的过程中,SpaceX经常对猛禽发动机进行升级。目前使用的是猛禽2发动机。这些发动机的特点是推力更大,设计复杂程度更低。猛禽发动机的设计是为了利用火星上的资源--液态甲烷作为燃料。与猎鹰9号和猎鹰重型的梅林发动机相比,猛禽发动机的功率也要大得多,SpaceX在其星际飞船火箭助推器上共使用了33个发动机。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432157.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1432157.htm

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金正恩指导高超音速导弹固体燃料发动机点火试验

金正恩指导高超音速导弹固体燃料发动机点火试验据朝中社20日报道,朝鲜19日进行了中远程高超音速导弹多级固体燃料发动机地上点火试验。朝鲜最高领导人金正恩现场指导试验。朝中社报道说,朝鲜导弹总局进行了此次试验并获成功,由此确定该国新型中远程高超音速导弹武器系统的开发完成时间表。金正恩指出,从朝鲜的安全环境和人民军作战要求等角度讲,该武器系统具有重要军事战略价值,其重要性不亚于洲际弹道导弹。(新华社)

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