Polskie Forum Astronautyczne

Plany i rozwój => Technologie => Wątek zaczęty przez: blackvillager w Sierpień 08, 2014, 12:06

Tytuł: Silniki Aerospike
Wiadomość wysłana przez: blackvillager w Sierpień 08, 2014, 12:06
Witam,
Postanowiłem założyć ten wątek ze względu na odpowiedzi jakie pojawiły się po moim poście w tym wątku:
http://www.forum.kosmonauta.net/index.php?topic=1519.msg68845.msg#68845

I tutaj chciałbym już kontynuować tą dyskusję.

Czemu zaprzestano prowadzenia testów i jakiegokolwiek używania silników typu Aerospike? Przecież jest wiadome, że silniki te miały bardzo dobre "wyniki" testów. Nie chodzi mi tu także o używanie ich do budowy SSTO, lecz innych, kilkustopniowych statków.

Zaletą dyszy aerostożkowej jest jej zdolność do optymalnej pracy w szerokim zakresie ciśnień atmosferycznych. W przypadku rakiety wielostopniowej nie ma to większego znaczenia, ponieważ każdy stopień ma własny silnik z dyszą zoptymalizowaną do zakresu ciśnień, w którym stopień ma pracować.

Zgadzam się z tobą. Używanie silników Aerospike nie jest do końca optymalne przy kilkustopniowych rakietach. Nie wziąłem tego pod uwagę, gdy pisałem wcześniej. Jednak ostatnio wpadł mi do głowy pomysł użycia takich silników w marsjańskich lądownikach. Wtedy możnaby było używać ich nie tylko do lądowania i powrotu do statku na orbicie, lecz także do poruszania się na większe odległości po planecie. To tylko moje "gdybanie" i nie jest poparte żadnymi materiałami.
Pozdrawiam

P.S Później postaram się uzupełnić wątek, aby w jednym miejscu były informacje o tych silnikach.
Tytuł: Odp: Silniki Aerospike
Wiadomość wysłana przez: Borys w Sierpień 08, 2014, 12:21
Jednak ostatnio wpadł mi do głowy pomysł użycia takich silników w marsjańskich lądownikach. Wtedy możnaby było używać ich nie tylko do lądowania i powrotu do statku na orbicie, lecz także do poruszania się na większe odległości po planecie.

Ciśnienie na Marsie jest znikome. Silnik zoptymalizowany do działania w próżni będzie świetnie działał też przy powierzchni planety.
Tytuł: Odp: Silniki Aerospike
Wiadomość wysłana przez: blackvillager w Sierpień 08, 2014, 12:38
Jednak ostatnio wpadł mi do głowy pomysł użycia takich silników w marsjańskich lądownikach. Wtedy możnaby było używać ich nie tylko do lądowania i powrotu do statku na orbicie, lecz także do poruszania się na większe odległości po planecie.

Ciśnienie na Marsie jest znikome. Silnik zoptymalizowany do działania w próżni będzie świetnie działał też przy powierzchni planety.

Właśnie tak też myślałem, lecz jeszcze jedna rzecz wpadła mi do głowy. Otóż co z wykorzystaniem tych silników w odrzutowcach. Teraz mam już na myśli wykorzystanie wojskowe. Może DARPA by się czymś takim zainteresowała. Mam tu na myśli silniki nie tak duże jak XRS-2200 tylko inne, może toroidalne, odpowiednich rozmiarów. Byłyby one wystarczająco sprawne na wszystkich wysokościach, a połączenie z materiałem antablack mogłoby stanowić sprawne urządzenie szpiegowskie ;D
Pozdrawiam
Tytuł: Odp: Silniki Aerospike
Wiadomość wysłana przez: blackvillager w Sierpień 08, 2014, 12:57
Witam,
W tym poście chciałbym uporządkować trochę informacje na temat silników Aerospike.
Silniki Aerospike miały zostać po praz pierwszy zastosowane przy projekcie wahadłowca SSTO (Single-Stage-To-Orbit) o nazwie X-33. Sam projekt nie udał się o czym więcej jest w tym wątku http://www.forum.kosmonauta.net/index.php?topic=1519.0 (http://www.forum.kosmonauta.net/index.php?topic=1519.0)

Cała koncepcja opiera się na prostej konstrukcji. Posłużę się tutaj cytatem z naszego forum:
Idea aerostożka jest prosta - gaz wylotowy nie jest ograniczony ze wszystkich stron dyszą, więc może się rozprężyć do ciśnienia panującego na danej wysokości. Podczas rozprężania napiera na stożek i wytwarza ciąg. Taki silnik może pracować na dowolnej wysokości z max sprawnością (dysza dzwonowa musi być zoptymalizowana dla danego ciśnienia)[...]

(http://content.answcdn.com/main/content/img/McGrawHill/Encyclopedia/images/CE757478FG0020.gif)
Schemat przedstawiający silnik

Można wyróżnić dwa rodzaje tych silników:
-liniowe m.in. XRS-220
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8c/Twin_Linear_Aerospike_XRS-2200_Engine_PLW_edit.jpg)

-toroidalne n.p CSULB Aerospike Engine
(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/de/Aerospike_close-up.jpg)

Ich wykorzystanie jest znikome, choć ostatnio idea ich wykorzystania pojawiła się w projekcie Firefly Alpha:
http://www.fireflyspace.com/vehicles/firefly-a (http://www.fireflyspace.com/vehicles/firefly-a)


Tutaj wstawiam kilka odnośników do bardziej technicznych opisów silników:
Jeden po polsku: http://florydziak.blogspot.com/2013/05/silnik-xrs-2200-linear-aerospike.html (http://florydziak.blogspot.com/2013/05/silnik-xrs-2200-linear-aerospike.html)
Reszta po angielsku:
http://www.astronautix.com/engines/rs2200.htm (http://www.astronautix.com/engines/rs2200.htm)

http://www.astronautix.com/engines/xrs2200.htm (http://www.astronautix.com/engines/xrs2200.htm)

http://www.nasa.gov/centers/marshall/news/background/facts/aerospike.html (http://www.nasa.gov/centers/marshall/news/background/facts/aerospike.html)

https://www.google.pl/url?sa=t&source=web&rct=j&ei=X3jkU4-aC8aM7AbGg4CoAg&url=http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20020017580.pdf&cd=14&ved=0CE4QFjAN&usg=AFQjCNEeggjRVt9ZlNPoOJY3ndDDCp27Dw&sig2=UDeKEKDNRSrp93-KA0c1ow (https://www.google.pl/url?sa=t&source=web&rct=j&ei=X3jkU4-aC8aM7AbGg4CoAg&url=http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20020017580.pdf&cd=14&ved=0CE4QFjAN&usg=AFQjCNEeggjRVt9ZlNPoOJY3ndDDCp27Dw&sig2=UDeKEKDNRSrp93-KA0c1ow)

Pozdrawiam,
Mam nadzieję, że forma w jakiej to przedstawiłem jest do zaakceptowania.
Tytuł: Odp: Silniki Aerospike
Wiadomość wysłana przez: KonradL w Sierpień 08, 2014, 19:39
A czy byly prowadzone jakies proby zbudowania standardowej dyszy "dzwonowej" ale z regulacja? czy jednak temperatura jest za wysoka i np. podobne konstrukcje jak w przypadku silnikow odrzutowych (kierowanie ciagu) nie wchodza w gre?
Tytuł: Odp: Silniki Aerospike
Wiadomość wysłana przez: Borys w Sierpień 09, 2014, 14:09
A czy byly prowadzone jakies proby zbudowania standardowej dyszy "dzwonowej" ale z regulacja?

Tak, np. dysze z nasadką rozszerzającą (http://en.wikipedia.org/wiki/Nozzle_extension) albo z pinem centralnym (http://en.wikipedia.org/wiki/Expansion_deflection_nozzle), przytykającym gardło dyszy. Więcej szczegółów tutaj (http://en.wikipedia.org/wiki/Altitude_compensating_nozzle).
Tytuł: Odp: Silniki Aerospike
Wiadomość wysłana przez: KonradL w Sierpień 13, 2014, 18:06
Dzieki Borys za linki, poczytam sobie. Pozdr.