Reguliuojamos traukos hibridinio raketinio variklio tūtos tyrimai

Spartėjant kosmoso technologijų plėtrai, per pastaruosius du dešimtmečius eksponentiškai išaugo komercinių ir privačių raketų paleidimų bei dirbtinių Žemės palydovų skaičius. Tam dažniausiai naudojami skysto arba kieto kuro raketiniai varikliai. Skysto kuro raketiniai varikliai pasižymi dideliu kompleksiškumu ir didele kaina, o kieto kuro varikliai yra technologiškai paprastesni ir pigesni, tačiau turi kelis esminius trūkumus – jų sukuriamos traukos ir veikimo trukmės neįmanoma valdyti. Hibridiniai raketiniai varikliai šiuos trūkumus sprendžia apjungdami abiejų technologijų privalumus: naudojamas kietasis kuras, kuris kartu atlieka ir neaušinamos degimo kameros vaidmenį, o degimo sparta reguliuojama valdant dujinio oksidatoriaus kiekį. Dėl mažesnio kompleksiškumo hibridiniai varikliai laikomi saugesniais ir naudojami kai kuriuose suborbitinėse (turizmo) ir zondavimo (mokslinėse) raketose bei kuriamose gynybos sistemų koncepcijose įskaitant ir bepiločius orlaivius. Pagrindinė problema, siekiant realiuoju laiku efektyviai reguliuoti hibridinių raketinių variklių trauką yra reaktyvinės tūtos formos optimizavimas. Raketinio variklio tūta paverčia didelio slėgio ir temperatūros dujų šiluminę energiją į kinetinę, taip maksimaliai padidindama ištekančių dujų greitį ir sukuriamą trauką. Keičiant variklio trauką, kinta ir ištekančių dujų parametrai, todėl reikalinga optimali tūtos geometrinė forma kinta. Esant fiksuotos geometrijos reaktyvinei tūtai sumažėja naudingojo krovinio svoris ir skrydžio atstumas, todėl būtina sukurti metodiką, leidžiančią nustatyti optimalią tūtos formą skirtingiems variklio traukos režimams. Šiame projekte bendradarbiaujantys partneriai atliks eksperimentinius ir skaitinio modeliavimo tyrimus, kurie leis optimizuoti hibridinių raketinių variklių reaktyvines tūtas, padidinti jų specifinį impulsą ir taip pagerinti bendrą variklių efektyvumą.

 
Raktažodžiai:
Reaktyvinis judėjimas, variklis, kuras, degimas, hibridinis raketinis variklis, skaitinis modeliavimas, CFD, tūta.

Akronimas: C-THYREN

Projekto ID: 13-C_THYREN.26.27

Projekto numeris LEI vidaus apskaitoje: 13-C_THYREN.26.27

Bendra projekto vertė: 20 000 Eur (LEI skirta dalis: 10 000 Eur).

Koordinatorius: Lietuvos energetikos institutas, Lietuva.

Partneriai:

• Kauno technologijos universitetas, Lietuva.