[ad_1]
Seattle-oppstarten Stoke Space har avslørt planer om å utvikle en effektiv rakettmotor som ligner på Raptors som driver SpaceXs Starship.
Stoke Space ble dannet i oktober 2019 og sikret sin første betydelige finansieringsrunde – 9,1 millioner dollar – for mindre enn to år siden. På det tidspunktet sa administrerende direktør og medgründer Andy Lapsa at oppstarten bare hadde fem ansatte, ingen fast arbeidsplass og et “karrig felt” for en testplass. I løpet av 18 måneder hadde Stoke Space gjort det tomme feltet til et imponerende testanleggutførte en rekke komponenttester og satt sammen sin første fullskala rakettmotor – en eksotisk UFO-lignende enhet ulik noen tidligere sett.
Det samlet også inn ytterligere 65 millioner dollar – nok finansiering til å begynne seriøst å utvikle en potensielt revolusjonerende rakett som er i stand til å skyte opp 1,65 tonn (~3600 lb) i bane for mindre enn en halv million dollar. For å realisere det ekstremt ambisiøse målet, har Stoke Space tatt det enda mer ambisiøse skrittet å forsøke å gjøre den første raketten den utvikler fullt gjenbrukbar. Samtidig har selskapet inkorporert flere eksotiske teknologier i den raketten, som kulminerte i en overraskende kunngjøring om at de vil forsøke å utvikle en av de vanskeligste motortypene for å drive den rakettens booster-trinn.
Fullstrøms forbrenning
På slutten av et utvidet intervju og turné med YouTuber Tim Dodd (The Everyday Astronaut), avslørte administrerende direktør Andy Lapsa at Stoke Space har bestemt seg for å bygge en full-flow staged forbrenningsmotor (FFSC) for den første fasen av den gjenbrukbare raketten. FFSC er den mest effektive typen forbrenningssyklus som er tilgjengelig for en kjemisk bipropellant rakettmotor, men det er også den vanskeligste å utvikle.
I hovedsak forsøker en full-flow-motor å presse alle mulige unse ytelse ut av drivmidlet den forbruker. De kraftigste og mest effektive kjemiske rakettmotorene må konsumere enorme mengder drivmiddel på kort tid uten å ødelegge bæreraketten de er knyttet til. For å skape trykk og spinne pumpene som er nødvendige for å mate det drivmidlet inn i hovedforbrenningskammeret, brenner motorer ofte en liten mengde drivmiddel i en separat gassgenerator eller forbrenner. Gassgeneratormotorer ventilerer eksosen over bord, reduserer effektiviteten, men gir en mye enklere design. Etappeforbrenningsmotorer bruker forbrennere for å lage gass som pumper flytende drivmiddel, og at eksosgass til slutt sprøytes inn i hovedforbrenningskammeret.
Fullstrøms-forbrenning skiller seg ut ved å ha to separate pumper og forbrennere for oksidasjonsmiddel og drivstoff. I motsetning til enklere varianter av trinnvis forbrenning, snur FFSC-motorer alle av drivmidlet til gass før det sprøytes inn i forbrenningskammeret. Den varme gassen øker forbrenningsvarmen og trykket inne i forbrenningskammeret, og sikrer at praktisk talt alt av drivmidlet som strømmer gjennom motoren forbrennes og omdannes til skyvekraft så effektivt som mulig. FFSC er usedvanlig vanskelig på grunn av de høye temperaturene og trykket, samt behovet for en oksygenrik forbrenner og pumpe. I et høyt trykk, varmt oksygenmiljø vil praktisk talt alt tenkelig spontant brenne.
Bare komplekse spesialdesignede legeringer kan overleve disse forholdene. SpaceXs Raptor-motor, den eneste FFSC-motoren som noen gang har fløyet, er spesielt vanskelig fordi den er ment å være svært gjenbrukbar. For å lykkes, må Raptor overleve disse forholdene dusinvis eller til og med hundrevis av ganger på rad med lite eller ingen vedlikehold i mellom.
Den første boostermotoren Stoke Space noen gang forsøker å bygge vil være en gjenbrukbar full-flow-forbrenningsmotor drevet av flytende metan og flytende oksygen – i hovedsak en mindre versjon av SpaceXs Raptor. Stokes booster er ellers kjent og har utplasserbare landingsben som SpaceXs Falcon boostere. Lapsa sier at den sannsynligvis også vil ha gitterfinner.
Gjenbruk av øvre trinn
På mange måter er det øvre trinnet i Stokes første rakett enda mer ambisiøst. Drevet av hydrogen og oksygen drivmiddel, har Stoke designet et konisk kapsellignende øvre trinn med en integrert kledning. Den øvre scenens fremdrift er svært eksotisk. En stor pumpe vil mate drivmiddel til opptil 30 forbrenningskamre fordelt rundt kanten av varmeskjoldet. Eksosen som kommer fra de 30 kamrene vil utvide seg og delvis presse mot det øvre trinnets like eksotiske metalliske, væskekjølte varmeskjold. Den utvidelsen mot varmeskjoldet forbedrer effektiviteten til det øvre trinnet og betyr at motoren teknisk sett vil være en aerospiks.
Stoke har allerede begynt å teste en fullskala versjon av det øvre trinnets UFO-lignende rakettmotor med 15 forbrenningskamre. Siden testingen startet i andre halvdel av 2022, har Stoke fullført dusinvis av statiske branner. Everyday Astronauts tur avslørte også at oppstarten har gjort betydelige fremskritt med å fabrikere og montere sin første fullskala prototype på øvre trinn – tanker, nesekjegle, varmeskjold, motor og alt.
Som minner om SpaceXs Grasshopper- og Starhopper-kampanjer, planlegger Stoke å gjennomføre humletester med den prototypen hvis den kommer seg gjennom kvalifikasjonstesting. Den 7. februar, avslørte Stoke også at den har begynt å teste en avgjørende komponent i full-flow booster-motoren. Alt i alt gjør Stoke Space fremgang i et bemerkelsesverdig tempo og fortsetter å takle de vanskeligste problemene først. Oppstarten har også unngått å publisere noen spesifikke tidsfrister, i stedet for å la maskinvare og konkrete resultater tale for seg selv. Bare tiden vil vise om den tilnærmingen lønner seg, men Stoke har fått en eksepsjonelt imponerende start i en bransje full av imponerende rakettstartups.
[ad_2]
Se Kilden
