Silnik AR1

Pojawiły się pierwsze reklamy silnika AR1, który projektuje firma Aerojet-Rocketdyne. Silnik ma być napędzany kerozyną i ciekłym tlenem, ma mieć troszkę większy ciąg od RD-180 i ma być pierwszym zaprojektowanym w USA silnikiem w którym użyto bogaty w tlen zamknięty cykl spalania (mam nadzieję że to właściwe tłumaczenie „oxygen-rich staged combustion cycle”?). Dla przypomnienia – dotychczasowe, zaprojektowane w USA silniki używają albo cyklu generatora gazu (gdzie spaliny powstałe w wyniku napędzania turbopompy wylatują osobną dyszą (Merlin, RS-68, F-1), albo używają bogatego w paliwo cyklu zamkniętego (RS-25). W przypadku silników zasilanych tlenem i wodorem bogaty w paliwo cykl jest lepszy. Jednak w przypadku kerozyny użycie bogatego w paliwo cyklu zamkniętego jest niemożliwe jako że powstają różne długołańcuchowe węglowodory i węglowodany które oblepiają turbinę i zatykają wtryskiwacze paliwa. Więc stosuje się zazwyczaj cykl otwarty. Bogaty w tlen cykl zamknięty jest trudny do opanowania, jako że zarówno rury jak i turbina musi pracować w atmosferze zawierającej praktycznie sam gorący tlen. Powoduje to szczególne wymagania na materiały użyte do budowy tych elementów.

Dyskusja o tym które z tych rozwiązań jest lepsze nieustannie trwa. Oczywiście zamknięty cykl daje większą sprawność silnika. Jednakże silniki z otwartym cyklem są prostsze w konstrukcji i lżejsze i nadrabiają tym mniejszą sprawność. Do tego w rakiecie potrzebne jest zwykle coś do sterowania jej obrotami – w przypadku silnika z otwartym cyklem spalania można do tego użyć wydechu z turbiny. W przypadku zamkniętego syklu sprawa jest trudniejsza – mając dwie dysze/dwa silniki można nimi kontrolować obroty, ale gdy mamy tylko jeden silnik/jedną dyszę to trzeba instalować dodatkowe silniki do tego celu.

P.S. Nowy silnik SpaceX (Raptor) ma używać cyklu zamkniętego. Jako że będzie on podobno napędzany ciekłym metanem i tlenem, to pewnie możliwe będzie zastosowanie bogatego w paliwo cyklu zamkniętego i uniknięcie problemów związanych z metalurgią i materiałami odpornymi na gorący tlen.

Marek Cyzio Opublikowane przez: