Rok temu informowaliśmy o testach statycznych silnika rakietowego typu aerospike o ciągu 5 kN. Za projektem silnika stoi firma LEAP 71 ze Zjednoczonych Emiratów Arabskich, rozwijająca platformę informatyczną Noyron na potrzeby projektowania generatywnego dla sektora kosmicznego. Jej dział badawczo-rozwojowy pracuje nad konstrukcją znacznie większych silników rakietowych o sile ciągu na poziomie 200 kN, a docelowo nawet 2000 kN. Tymczasem możliwości systemu Noyron zweryfikowano na przykładzie dwóch silników o sile ciągu 20 kN.
Silniki przystosowano do spalania paliwa typu methalox, które stanowi połączenie kriogenicznego metanu z utleniaczem w postaci skroplonego tlenu. Pierwszy z silników zbudowano w konfiguracji z konwencjonalną dyszą. Z kolei drugi to konstrukcja z dyszą typu aerospike o toroidalnej komorze spalania, wewnątrz której znajduje się szpiczasty rdzeń, odpowiadający za kształtowanie zoptymalizowanego strumienia gazów wylotowych. Konfiguracja aerospike ma bardzo obiecujące właściwości, jednak nie została jak dotąd zastosowana z sukcesem w locie kosmicznym. Newralgicznym punktem konstrukcji jest rdzeń, który podczas pracy silnika otoczony jest strumieniem gazów o temperaturze 3,500 °C.
Aby zapobiec stopieniu rdzenia w skrajnie wysokiej temperaturze, w jego budowie stosuje się chłodzenie konformalne. Geometrię rdzenia i rozkład kanałów chłodzących opracowano przy użyciu projektowania generatywnego. Na użytek systemu Noyron, inżynierowie LEAP 71 opracowali zaawansowany model obliczeniowy, umożliwiający prognozowanie warunków panujących wewnątrz silnika podczas spalania. Modelowanie spalania methaloxu okazało się trudniejsze niż kerosyny, ze względu na zachodzące w różnych przedziałach temperatury i ciśnienia zmiany gęstości. Opracowane konstrukcje silników charakteryzują się złożonością form geometrycznych. Wyprodukowane zostały w technologii wytwarzania przyrostowego ze stopu CuCrZr.
Podczas testów statycznych, silnik o konwencjonalnej konstrukcji osiągnął stabilne spalanie przy nominalnej wartości ciśnienia, uzyskując efektywność 93%. Silnik aerospike, choć osiągnął zadane ciśnienie 50 barów, mógł być jednak odpalony tylko raz, ze względu na problemy z zestrojeniem prawidłowej sekwencji zapłonu. Dopracowany układ zapłonowy obecnie przeszedł już testy i zostanie uwzględniony w budowie kolejnego silnika. W 2026 roku producent zamierza kontynuować program badawczy, prowadząc testy statyczne kolejnych modeli.
leap71.com
