วิธีการทำงานของเครื่องยนต์จรวด

ระบบนี้เรียกว่าเครื่องยนต์จรวดจุดชนวนแบบหมุน ซึ่งจะช่วยให้จรวดชั้นบนสำหรับภารกิจอวกาศเบาลง เดินทางได้ไกลขึ้น และเผาไหม้ได้หมดจดมากขึ้น ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสารCombustion and Flame ในเดือน นี้ Kareem Ahmed ผู้ช่วยศาสตราจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกลและการบินและอวกาศของ UCF ซึ่งเป็นผู้นำการวิจัยกล่าวว่า "การศึกษาครั้งนี้ได้นำเสนอหลักฐานการทดลองเกี่ยวกับการระเบิดของไฮโดรเจนและออกซิเจนที่ปลอดภัยและใช้งานได้จริงในเครื่องยนต์จรวดที่มีการระเบิดแบบหมุนได้" การระเบิดแบบหมุนนั้นเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง การระเบิดของมัค 5 ที่หมุนรอบด้านในของเครื่องยนต์จรวด และการระเบิดนั้นคงอยู่ได้โดยการป้อนเชื้อเพลิงไฮโดรเจนและออกซิเจนเข้าไปในระบบในปริมาณที่เหมาะสม ระบบนี้ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องยนต์จรวดเพื่อให้มีการสร้างพลังงานมากขึ้นในขณะที่ใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่าพลังงานจรวดแบบดั้งเดิม จึงแบ่งเบาภาระของจรวดและลดต้นทุนและการปล่อยมลพิษ การระเบิดของมัค 5 สร้างการระเบิดของพลังงานที่เดินทาง 4,500 ถึง 5,600 ไมล์ต่อชั่วโมง ซึ่งมากกว่าห้าเท่าของความเร็วเสียง บรรจุอยู่ภายในตัวเครื่องยนต์ที่ทนทานซึ่งสร้างจากทองแดงและทองเหลือง เทคโนโลยีได้รับการศึกษาตั้งแต่ทศวรรษที่ 1960 แต่ไม่ประสบความสำเร็จเนื่องจากสารเคมีขับเคลื่อนที่ใช้หรือวิธีการผสมกัน กลุ่มของอาห์เหม็ดทำให้มันทำงานได้โดยการปรับสมดุลของอัตราการขับดัน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ที่ปล่อยเข้าสู่เครื่องยนต์อย่างระมัดระวัง "เราต้องปรับขนาดของไอพ่นที่ปล่อย จรวด เพื่อเพิ่มการผสมสำหรับส่วนผสมของไฮโดรเจนและออกซิเจนในท้องถิ่น" Ahmed กล่าว "ดังนั้น เมื่อเกิดการระเบิดแบบหมุนสำหรับส่วนผสมที่สดใหม่นี้ ส่วนผสมจะยังคงอยู่ เพราะหากคุณมีส่วนผสมที่จัดองค์ประกอบออกเล็กน้อย ส่วนผสมจะละลายหรือเผาไหม้ช้าๆ แทนที่จะระเบิด" ทีมของ Ahmed ยังต้องรวบรวมหลักฐานการค้นพบของพวกเขาด้วย พวกเขาทำเช่นนี้โดยการฉีดตัวติดตามในการไหลของเชื้อเพลิงไฮโดรเจนและหาปริมาณคลื่นการระเบิดโดยใช้กล้องความเร็วสูง “คุณต้องการตัวติดตามเพื่อดูการระเบิดที่เกิดขึ้นภายในและติดตามการเคลื่อนไหวของมัน” เขากล่าว "การพัฒนาวิธีการนี้เพื่อระบุลักษณะไดนามิกของคลื่นการระเบิดเป็นอีกหนึ่งส่วนสนับสนุนของบทความนี้" William Hargus หัวหน้าโครงการ Rotating Detonation Rocket Engine ของ Air Force Research Laboratory เป็นผู้เขียนร่วมของการศึกษาและเริ่มทำงานร่วมกับ Ahmed ในโครงการเมื่อฤดูร้อนปีที่แล้ว Hargus กล่าวว่า "ในฐานะนักสเปกโทรสโกปีระบบขับเคลื่อนขั้นสูง ฉันตระหนักถึงความท้าทายบางอย่างที่ไม่เหมือนใครในการสังเกตโครงสร้างการระเบิดของไฮโดรเจน "หลังจากปรึกษากับศาสตราจารย์อาเหม็ดแล้ว เราก็สามารถสร้างเครื่องมือทดลองที่ได้รับการดัดแปลงเล็กน้อย ซึ่งช่วยเพิ่มความแรงของสัญญาณที่เกี่ยวข้องได้อย่างมีนัยสำคัญ" Hargus กล่าวว่า "ผลการวิจัยเหล่านี้มีผลกระทบต่อชุมชนการวิจัยระหว่างประเทศอยู่แล้ว "ตอนนี้หลายโครงการกำลังตรวจสอบการเผาไหม้ของการระเบิดของไฮโดรเจนภายในเครื่องยนต์จรวดที่ทำให้เกิดการระเบิดซ้ำอีกครั้ง เนื่องจากผลลัพธ์เหล่านี้ ฉันภูมิใจมากที่ได้มีส่วนร่วมในงานวิจัยคุณภาพสูงนี้"