En raketmotor som skriver ut sitt eget bränsle

I decennier har raketforskare drömt om att kombinera de fasta och flytande motorerna som finns i bärraketer till en enda hybrid motor. En sådan motor skulle ha stabiliteten hos fastbränslemotorer men styrbarheten hos vätskedrivna motorer.

Böljande radiell kanal stereolitografisk raketmotor för fast bränsle

Även om hybridmotorer har dykt upp på farkoster som Virgin Galactics SpaceShip One, är de inte så vanliga som de skulle kunna vara, delvis för att det är svårt att få de två faserna av materia inom dem – fast och flytande – att kombineras helt under en brännskada och konsekvent.

Parallell radiell kanal fastbränsle stereolitografisk raketmotor

En lösning som just avslöjats i ett patent utfärdat av U.S. Patent and Trademark Office skulle vara att skapa komplicerade kanaler inom vilka flytande oxidationsmedel skulle kunna flöda i ett block av fast raketbränsle genom att använda stereolitografi, även känd som 3D-utskrift. Med andra ord skulle det bokstavligen skriva ut ett rör med raketbränsle ett millimetertunt lager i taget.

För att förstå utmaningarna uppfinnare av detta nya tillvägagångssätt hoppas att övervinna, det hjälper att förstå lite om det nuvarande tillståndet för raketer. På rymdfärjan finns det fastbränsleförstärkare på vardera sidan av farkosten, som inte kan stängas av när de väl har antänts, och de flytande bränslemotorerna på baksidan av farkosten, vars avfyring kan kontrolleras under hela flygningen . Hybridmotorer har de bästa egenskaperna av båda.

Ett tidigare patent av samma uppfinnare som beskrivs med användning av fasta bränslekorn i komplicerade former. Tydligen insåg de att det bästa sättet att skapa dessa former var genom att använda stereolitografi. Deras senaste uppfinning avslöjar ytterligare forskning om komplicerade former i makroskala, som visar tre radikalt olika konstruktioner för hur ett flytande oxidationsmedel kan flöda genom ett fast drivmedel för att uppnå de önskade förbränningsegenskaperna.

Begravd radiell kanal fast bränsle stereolitografisk raketmotor

Författarna hävdar att detta tillvägagångssätt äntligen skulle kunna förverkliga drömmen om hybridraketentusiaster världen över - en konsekvent, kontrollerad förbränning som eliminerar hälften av det flytande bränslet som en raket normalt skulle bära men som också tillåter att dragkraften kan kontrolleras precis som i en flytande bränsle. raket. Med tanke på att Virgin Galactic redan använder hybridmotorer på sina raketer, är det inte svårt att föreställa sig att sådan motorteknologi blir en stapelvara i den begynnande rymdturismen och, så småningom, kommersiella rymdföretag.

Följ Mims på Twitter eller kontakta honom via e-post .

Dölj