Rewolucja?

Ciekawa idea. Ten silnik działa w tym samym cyklu pracy co np. rosyjski NK-33 (ten od rakiety księżycowej) czy RD-180 (ten od Atlas V). Czyli cały przepływ tlenu przechodzi przez wstępną komorę spalania gdzie dostarcza się niewielkie ilości kerozyny a rozgrzany, gazowy tlen potem napędza turbosprężarkę (wspólną dla tlenu i kerozyny) i w końcu trafia do komory spalania by połączyć się z resztą kerozyny. Problemem budowy takich silników jest po pierwsze użycie materiałów które się nie utleniają a po drugie zapewnienie uszczelnienia turbosprężarki by przypadkiem w niej nie spotkały się gorący tlen i kerozyna. Rosjanie to rozwiązali w latach 60’tych za pomocą specjalnych materiałów które tworzą na powierzchni szczelną i bardzo twardą warstwę tlenków. Jednak budowa takiego silnika nie jest łatwa i większość startupów nawet nie próbuje pomimo że takie rozwiązanie zwiększa efektywność.

Zarówno NK-33 jak i RD-180 używa kerozyny do chłodzenia komory spalania i dyszy wylotowej. Kerozyny jest relatywnie ciepła (temperatura pokojowa) i za wiele ciepła nie potrafi zabrać, przez co by nie nastąpiły przepalenia komory spalania trzeba wtryskiwać do komory na ścianki właśnie tą kerozynę by tworzyła „warstwę ochronną”. To technika którą zapoczątkował Werner Von Braun w silniku rakiety V2 (choć tam wtryskiwano alkohol etylowy). Jest ona np. stosowana w silniku Merlin SpaceX (choć on akurat działa w zupełnie innym, znacznie prostszym cyklu pracy). Marnowanie kerozyny na chłodzenie ścianek komory spalania zmniejsza efektywność silnika (bo część energii idzie „w komin”).

I tu mamy pomysł firmy Launcher. Jak musimy dawać sobie radę z gorącym tlenem, to czemu nie pójść dalej i chłodzić komory spalania tymże właśnie tlenem? Okazuje się że ilość energii jaką może zabrać tlen jest na tyle duża że nie ma ryzyka przepalenia ścianek komory spalania i nie trzeba niczego do niej wtryskiwać by ją zabezpieczyć. W ten sposób cały tlen i cała kerozyna używane są do produkcji ciągu co zwiększa efektywność silnika.

Jakie są wady tego rozwiązania – przede wszystkim system chłodzenia komory spalania musi być zrobiony z materiałów odpornych na utlenianie co prawdopodobnie powoduje większą masę i większy koszt. Sam silnik musi zostać trochę bardziej przetestowany bo w końcu to rozwiązanie którego nikt wcześniej nie zastosował, więc może się okazać że czegoś jeszcze nie wiemy. Ale myślę że zalety tego rozwiązania przeważają jego wady. Jednocześnie w dobie silników napędzanych ciekłym metanem, to rozwiązanie jest średnio przyszłościowe bo zamiast tlenu można użyć metanu i uzyskać ten sam efekt bez problemu utleniania się elementów. Można też jak SpaceX schładzać kerozynę co ma dodatkowe zalety. Dlatego jestem umiarkowanie optymistycznie nastawiony do tego rozwiązania – mam wrażenie że jest ono troszkę za późno – wszyscy przeszli na silniki zasilane ciekłym metanem i chłodzenie komory spalania ciekłym tlenem nie jest potrzebne.

Marek Cyzio Opublikowane przez: