美國航空航天局和空軍聯(lián)合研發(fā)下一代火箭發(fā)動(dòng)機(jī)
[美國太空網(wǎng)站2005年10月19日?qǐng)?bào)道] 美國國家航空航天局(NASA)、美國空軍以及洛克達(dá)因和航空噴氣公司聯(lián)合研發(fā)的下一代液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)計(jì)劃，曾因受"卡特里那"颶風(fēng)和"麗塔"颶風(fēng)影響而暫停，目前已重新開始。
這種發(fā)動(dòng)機(jī)被稱作"集成引擎演示器"(IPD)，一直在NASA的斯坦尼斯航天中心進(jìn)行試驗(yàn)。兩次颶風(fēng)導(dǎo)致航天中心嚴(yán)重受損、許多工人無家可歸，試驗(yàn)計(jì)劃被暫停。
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美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室的IPD項(xiàng)目經(jīng)理斯蒂芬·漢納說，發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)很快將開始。
IPD的設(shè)計(jì)推力約為目前使用的航天飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)推力的兩倍，而且更安全有效。這種發(fā)動(dòng)機(jī)使用獨(dú)特的"全流量"預(yù)燃燒室，在較低溫度工作時(shí)，它能提供比傳統(tǒng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)更大的推力。
在現(xiàn)有航天飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中，液氫燃料和液氧都被注入燃燒室并被點(diǎn)燃。反應(yīng)產(chǎn)生高壓熱氣被擠過噴嘴產(chǎn)生推力。
因?yàn)楹教祜w機(jī)主發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料僅在25秒內(nèi)就被耗盡，所以液體燃料和氧化劑必須被迅速注入燃燒室。
為了快速運(yùn)送這么多的燃料，需要使用具有高速渦輪機(jī)的渦輪泵。傳統(tǒng)液體燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中，少量燃料被"預(yù)燃燒"，足夠渦輪泵啟動(dòng)，保證它能把其余燃料抽進(jìn)燃燒室即可。氧化劑的注入也是如此。
IPD則不同。它把全部燃料和氧化劑送入預(yù)燃燒室。這使得渦輪泵的渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)得更快，產(chǎn)生更大的推力。
IPD項(xiàng)目副經(jīng)理加里·根格說，這種全流量發(fā)動(dòng)機(jī)的最大優(yōu)勢(shì)是，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)它比傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低，傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)能夠達(dá)到華氏3000多度。相比而言，IPD發(fā)動(dòng)機(jī)要低幾百度。
根格說："我們希望得到更好的燃燒效率、更高的推力重量比、改進(jìn)的可靠性、更低的成本。"
降低運(yùn)行溫度可能極大地延長火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命?，F(xiàn)行航天飛機(jī)主發(fā)動(dòng)機(jī)大約飛行10次后，需要維護(hù)和修繕。IPD發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)計(jì)飛行100多次才需維護(hù)，而且工程師們希望能夠增大到200次。
除了全流量預(yù)燃燒室外，IPD發(fā)動(dòng)機(jī)還使用靜壓軸承用于支撐渦輪泵的發(fā)動(dòng)機(jī)，而不是傳統(tǒng)的滾珠軸承。運(yùn)行時(shí)，靜壓軸承能夠漂浮在液體表面，因此能夠降低軸承的損耗，延長使用。
IPD研制完成后，能產(chǎn)生250000磅的推力，是現(xiàn)在使用的最先進(jìn)的助推發(fā)動(dòng)機(jī)推力的兩倍。在8月17日的試驗(yàn)中，IPD發(fā)動(dòng)機(jī)的推力達(dá)到了這一目標(biāo)的90%。
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