Аэрокосмический стартап Polaris Raumflugzeuge получил контракт от правительства Германии на разработку и запуск нового двигателя Linear AeroSpike (LAS), который заменяет обычное сопло ракеты на изогнутую заглушку в форме стенки.
Обычные ракеты можно легко обнаружить по их колоколообразным соплам, которые ускоряют выброс горячих газов из камеры сгорания. Это успешная конструкция, которая мало изменилась за столетие, но все еще оставляет желать лучшего, потому, что химические ракеты уже работают близко к своему теоретическому пределу.
В качестве альтернативы инженеры рассматривают LAS. Идея аэродинамического двигателя, разработанного на основе старых двигателей со штепсельным соплом, заключается в том, что он берет обычное сопло ракетного колокола и отрезает от него одну сторону.
Сопло ракетного колокола работает, ускоряя пороховые газы, контролируя их расширение. Это достигается за счет геометрии раструба, рассчитанной на определенное давление окружающего воздуха. Это вызывает проблему, потому что давление воздуха меняется с высотой, а это означает, что ракета, теряет свою эффективность по мере подъема.
Это одна из причин многоступенчатых ракет. На больших высотах ускорителю нужен другой ракетный двигатель. Даже если это тот же двигатель, который использовался для старта, двигателю верхней ступени требуется другая конфигурация колокола, чтобы справиться с разницей в давлении.
Аэрошип обходит это за счет того, что одна сторона шипа имеет такое же поперечное сечение, как сопло колокола, а другая открыта, а наверху находится ряд камер сгорания. Когда горячие газы покидают камеры, шип содержит одну сторону, а давление воздуха на другой стороне занимает место отсутствующего поперечного сечения раструба.
При правильной настройке шип будет оптимально настроен для работы. По мере того, как он поднимается и давление воздуха падает, виртуальный колокол будет расширяться, поддерживая эффективность двигателя. Это дает инженерам возможность создать двигатель, столь же эффективный, как и обычный, который будет работать от земли до космоса, а также будет проще, меньше и легче. Это означает, что больше места и веса высвобождается для большего количества топлива и возможности поднимать большие полезные грузы.
Но одно дело иметь дело с аэродинамическим двигателем в теории, а другое - построить его на практике. Самым большим препятствием является то, что они производят огромное количество тепла, для которого требуются новые материалы и системы охлаждения, а также технология 3D-печати для их производства.
Однако это не помешало NASA разработать версию своего преемника космического челнока, X-33/VentureStar, и протестировать демонстратор холодного потока на задней части SR-71 Blackbird.
В соответствии с новым контрактом Polaris будет поручено разработать и запустить двигатель LAS, который можно будет интегрировать в масштабный демонстрационный космический самолет, который больше и тяжелее, чем три предыдущих аппарата, построенных компанией.
