[美國太空網(wǎng)站2005年10月19日報道] 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)動機試驗計劃,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)動機被稱作"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。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,試驗計劃被暫停。
美國空軍研究實驗室的IPD項目經(jīng)理斯蒂芬·漢納說,發(fā)動機試驗很快將開始。
IPD的設(shè)計推力約為目前使用的航天飛機發(fā)動機推力的兩倍,而且更安全有效。這種發(fā)動機使用獨特的"全流量"預(yù)燃燒室,在較低溫度工作時,它能提供比傳統(tǒng)火箭發(fā)動機更大的推力。
在現(xiàn)有航天飛機發(fā)動機中,液氫燃料和液氧都被注入燃燒室并被點燃。反應(yīng)產(chǎn)生高壓熱氣被擠過噴嘴產(chǎn)生推力。
因為航天飛機主發(fā)動機中的燃料僅在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。
為了快速運送這么多的燃料,需要使用具有高速渦輪機的渦輪泵。傳統(tǒng)液體燃料火箭發(fā)動機中,少量燃料被"預(yù)燃燒",足夠渦輪泵啟動,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旋轉(zhuǎn)得更快,產(chǎn)生更大的推力。
IPD項目副經(jīng)理加里·根格說,這種全流量發(fā)動機的最大優(yōu)勢是,運轉(zhuǎn)時它比傳統(tǒng)發(fā)動機溫度低,傳統(tǒng)發(fā)動機能夠達(dá)到華氏3000多度。相比而言,IPD發(fā)動機要低幾百度。
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。"
降低運行溫度可能極大地延長火箭發(fā)動機的壽命?,F(xiàn)行航天飛機主發(fā)動機大約飛行10次后,需要維護(hù)和修繕。IPD發(fā)動機預(yù)計飛行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)動機還使用靜壓軸承用于支撐渦輪泵的發(fā)動機,而不是傳統(tǒng)的滾珠軸承。運行時,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)動機推力的兩倍。在8月17日的試驗中,IPD發(fā)動機的推力達(dá)到了這一目標(biāo)的90%。