Tin tức Vũ trụ TV

Nhóm nghiên cứu sinh viên phát triển động cơ tên lửa lai

Ngày:
Aug 28, 2020
Tóm lược:

Trong một năm được xác định bởi các chướng ngại vật, một đội tên lửa sinh viên đã kiên trì. Làm việc cùng nhau trên 5 múi giờ, họ đã thiết kế thành công một động cơ tên lửa lai sử dụng parafin và hỗn hợp nitơ oxit-oxy mới có tên Nytrox.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Một bức ảnh trước đại dịch của một số thành viên trong nhóm - từ trái sang phải: Abhiraj Majumder (AE '21), Chris Nielsen (Sinh viên sau đại học Purdue), Connor Latham (AE '20), Vignesh Sella (AE '21), Andrew Larkey (ME '21), Avery Moore (AE '21), Avinash Rao (AE '21).
Một bức ảnh trước đại dịch của một số thành viên trong nhóm – từ trái sang phải: Abhiraj Majumder (AE ’21), Chris Nielsen (Sinh viên sau đại học Purdue), Connor Latham (AE ’20), Vignesh Sella (AE ’21), Andrew Larkey (ME ’21), Avery Moore (AE ’21), Avinash Rao (AE ’21).

Trong một năm được xác định bởi các chướng ngại vật, một nhóm tên lửa sinh viên của Đại học Illinois tại Urbana-Champaign đã kiên trì. Làm việc cùng nhau trên 5 múi giờ, họ đã thiết kế thành công một động cơ tên lửa lai sử dụng parafin và hỗn hợp nitơ oxit-oxy mới có tên Nytrox. Nhóm nghiên cứu đã đặt mục tiêu phóng một tên lửa với động cơ mới tại Cuộc thi Kỹ thuật và Tên lửa Liên trường năm 2021.

“Sức mạnh động cơ lai tạo cho tàu vũ trụ du lịch dưới quỹ đạo của Virgin Galactic và sự phát triển của động cơ đó đã gặp nhiều khó khăn. Sinh viên của chúng tôi hiện đang trải qua những thử thách đó và học cách vượt qua chúng”, cố vấn giảng viên Michael Lembeck cho biết.

Năm ngoái, nhóm nghiên cứu đã chứng kiến ​​một số thất bại thảm hại với động cơ hybrid sử dụng oxit nitơ. Chất phóng thường bị quá nhiệt ở sa mạc New Mexico, nơi tổ chức cuộc thi IREC. Lembeck cho biết điều này thúc đẩy nhóm nghiên cứu tìm ra một loại nhiên liệu thay thế có thể duy trì ổn định ở nhiệt độ. Nytrox nổi lên như một giải pháp cho vấn đề.

Khi nhóm bắt đầu làm việc trên động cơ vào học kỳ mùa xuân vừa qua, sự hào hứng khi tiến hành thử nghiệm thủy tĩnh đối với bình chứa chất ôxy hóa trên mặt đất nhanh chóng chuyển sang thất vọng vì nhóm thiếu một địa điểm thử nghiệm an toàn.

Mô-đun kiểm tra giá trị của máy tính hỗ trợ thiết kế
Mô-đun kiểm tra giá trị của máy tính hỗ trợ thiết kế

Trưởng nhóm Vignesh Sella cho biết, “Chúng tôi đã lên kế hoạch tiến hành thử nghiệm tại cơ sở thử nghiệm động cơ phản lực đã nghỉ hưu của sân bay U of I’s Willard. Nhưng Bộ Kỹ thuật Hàng không đã tạm dừng tất cả các thử nghiệm cho đến khi các yêu cầu an toàn có thể được đáp ứng.”

Sella cho biết ban đầu họ rất thất vọng, nhưng đã tập hợp lại bằng cách tạo ra một cuộc họp đánh giá an toàn cùng với một nhóm tên lửa sinh viên khác để xem xét các lựa chọn của họ.

“Kết quả của cuộc họp đó, chúng tôi đã đưa ra một kế hoạch để tiếp tục phát triển dự án. Nhóm hybrid đã đánh giá nghiêm ngặt các quy trình an toàn của chúng tôi và đã được Tiến sĩ Dassou Nagassou, giám đốc Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Khí động học, xem xét công việc của chúng tôi. Anh ấy đã trở thành một người tuyệt vời. tài nguyên cho chúng tôi và một người cố vấn rất hữu ích. “

Sella và Andrew Larkey cũng đã tiếp cận Đại học Purdue để rút kinh nghiệm dày dặn trong lĩnh vực đẩy tên lửa. Họ kết nối với Chris Nielson, một sinh viên tốt nghiệp và quản lý phòng thí nghiệm tại Purdue. Họ đã tiến hành đánh giá thiết kế sơ bộ qua điện thoại và cuối cùng được mời tiến hành thử nghiệm thủy tĩnh và dòng lạnh tại Phòng thí nghiệm Zucrow của Purdue, một cơ sở chuyên thử nghiệm động cơ đẩy tên lửa với một số chuyên gia trong lĩnh vực này tại chỗ.

“Chúng tôi đã cử một vài thành viên đến đó để dò tìm vị trí và ghi chép lại trước khi đưa cả đội đến đó để kiểm tra,” Sella nói. “Những cuộc gặp gỡ, mối quan hệ và tiến bộ này, mặc dù nghe có vẻ suôn sẻ và dễ thiết lập, nhưng rất gian nan và khó đạt được. Chúng tôi rất nhẹ nhõm khi có được sự hỗ trợ từ bộ phận, một chuyên gia về bình áp suất là người cố vấn của chúng tôi, và Zucrow Laboratories có sẵn cho nhóm của chúng tôi. “

Thiết kế domputer hỗ trợ cho thấy tiết diện của buồng đốt
Thiết kế domputer hỗ trợ cho thấy tiết diện của buồng đốt

Bản tóm tắt mở rộng mà nhóm đã đệ trình trước đó cho hội nghị Năng lượng và Động cơ AIAA, giả định rằng động cơ đã được lắp ráp và thử nghiệm trước khi quá trình tài liệu bắt đầu. Trưởng nhóm Vignesh Sella cho biết họ muốn ghi lại dữ liệu thử nghiệm khó nhưng phải chuyển chiến thuật vào tháng Ba. Khuôn viên trường chuyển sang các lớp học chỉ trực tuyến cũng hạn chế tất cả các hoạt động trực tiếp, bao gồm cả những hoạt động của các tổ chức sinh viên đã đăng ký như ISS.

“Vì sự gián đoạn do COVID-19 gây ra yêu cầu chúng tôi phải làm việc từ xa, chúng tôi đã xoay chiều bài báo bằng cách tập trung vào việc ghi lại các quy trình thiết kế và quyết định mà chúng tôi đưa ra cho động cơ. Điều này cho phép chúng tôi làm việc từ xa và hoàn thành một bài báo không quá xa từ bản tóm tắt ban đầu. Các thành viên của chúng tôi, một số người trong số họ là quốc tế, đã gặp nhau trên Zoom và Discord để làm việc trên báo cáo hầu như cùng nhau, trên năm múi giờ “, Sella nói.

Sella cho biết anh và toàn đội tự hào về những gì họ đã đạt được và đang “trở lại vào mùa thu này với một sự báo thù.”

Illinois Space Society là một tổ chức tiếp cận sinh viên kỹ thuật, chuyên nghiệp và giáo dục tại U of I trong Khoa Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ. Hội bao gồm 150 thành viên tích cực. Nhóm động cơ tên lửa lai gồm 20 thành viên và là một trong năm dự án kỹ thuật trong ISS. Dự án bắt đầu vào năm 2013 với mục tiêu chế tạo động cơ tên lửa hybrid hạng nhỏ trước khi chuyển sang động cơ cỡ lớn. Động cơ tên lửa hybrid hạng nhỏ đã được chế tạo thành công và được đốt nóng vào mùa hè năm 2018, mang lại kết quả thử nghiệm khả quan cần thiết để chuyển sang thiết kế và chế tạo động cơ toàn diện.

Sau khi động cơ hoàn thành thử nghiệm, nhiệm vụ tiếp theo của nhóm sẽ là tích hợp động cơ vào phương tiện tên lửa. Điều này đòi hỏi phải lắp các bộ phận phần cứng bay quan trọng trong các ràng buộc hình học của ống thân tên lửa và kết cấu cố định động cơ với phương tiện .

Vào tháng 6 năm 2021, tên lửa sẽ được vận chuyển đến Spaceport America trong Sự thật hoặc Hậu quả cho lần phóng đầu tiên.

Công việc này được hỗ trợ bởi Ủy ban Bền vững của Sinh viên U of I, Văn phòng Nghiên cứu Đại học và Hiệp hội Không gian Illinois. Hỗ trợ kỹ thuật được cung cấp bởi Khoa Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ, Cửa hàng Máy của Trường Khoa học Hóa học, Phòng thí nghiệm Zucrow và Christopher D. Nilsen tại Đại học Purdue, Stephen A. Whitmore của Đại học Bang Utah và Dassou Nagassou của Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Khí động lực học tại Illinois.


Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Illinois Grainger College of Engineering . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.


Tham khảo Tạp chí :

  1. Vignesh Sella, Andrew Larkey, Abhiraj Majumder, Avinash Rao, Zavar Abidi, Nicolas Rasmont, Aasheesh Randeo, Miron Liu, Avery Moore, Michael F. Lembeck. Phát triển động cơ tên lửa lai Nytrox-Parafin . Kỷ yếu hội nghị Năng lượng & Động cơ AIAA 2020 , DOI 2020: 10.2514 / 6.2020-3729

Bài viết liên quan

Bài viết mới