يجعل اختبار المحرك الناجح قدرة إطلاق الفضاء الأسترالية أقرب خطوة

 اختبر اتحاد أبحاث أسترالي بنجاح الجيل التالي من أنظمة الدفع التي يمكن أن تتيح رحلات طيران عالية السرعة وخدمات إطلاق فضائية.

يعد محرك التفجير الدوار الخاص بالفريق ، أو RDE ، إنجازًا تقنيًا كبيرًا وأولًا أستراليًا.

تم تصميمه من قبل مهندسي جامعة RMIT ويتم تطويره من قبل كونسورتيوم بقيادة DefendTex ، مع باحثين من RMIT وجامعة سيدني وجامعة Bundeswehr في ألمانيا.

كيف تعمل

بينما تعمل محركات الصواريخ التقليدية عن طريق حرق الوقود بضغط ثابت ، تنتج محركات RDE الدفع عن طريق تفجير دافعها بسرعة في جهاز احتراق على شكل حلقة. بمجرد بدء التشغيل ، يكون المحرك في دورة ذاتية الاستدامة من موجات التفجير التي تنتقل حول غرفة الاحتراق بسرعات تفوق سرعة الصوت تزيد عن 2.5 كيلومتر في الثانية.

إن استخدام هذا النوع من الاحتراق لديه القدرة على زيادة كفاءة المحرك وأدائه بشكل كبير ، مع التطبيقات في محركات الدفع الصاروخي ومحركات التنفس عالية السرعة - على غرار المحركات النفاثة.

تشمل الفوائد التي تتفوق عليها المحركات الحالية كفاءة أفضل في استهلاك الوقود وأنظمة طيران أبسط ومحركًا أكثر إحكاما ، مما يسمح بحمولات صافية أكبر ويقلل من تكاليف الإطلاق.

التقدم البحثي الرئيسي

قال رئيس المشروع التقني ومهندس الطيران بجامعة RMIT ، الدكتور Adrian Pudsey ، إن العروض الأرضية الناجحة في خلية اختبار المحرك ، والتي تم تصميمها وتشغيلها خصيصًا بواسطة RMIT بدعم من DefendTex ، أثارت حماسة هائلة.

وقال "إن النجاح في مثل هذا المشروع المتميز بالتحدي يعني الكثير لجميع المعنيين". "من خلال التعاون القوي على مدار العامين الماضيين ، أصبح لدينا الآن قدرة فريدة حقًا وقد أظهرنا المعرفة والعلم المطلوبين لدفع حدود هذه التكنولوجيا إلى أبعد من ذلك."

قال Pudsey إن التحدي الرئيسي الذي يجب التغلب عليه هو منع ارتفاع درجة حرارة المحرك ، بينما تضمنت الخطوة التالية من المشروع النظر في نسخة مطبوعة ثلاثية الأبعاد بالكامل ومبردة بشكل فعال من النموذج الأولي الناجح.

التحديات الأخرى ، بما في ذلك النمذجة المتقدمة لسلوك المحرك ودمج المحرك في مركبة طيران عاملة ، لا يزال يتعين التغلب عليها قبل الشروع في اختبار الرحلات الجوية.

قال نائب رئيس كلية الفضاء والهندسة الميكانيكية والميكاترونيك في جامعة سيدني ، الأستاذ المساعد ماثيو كليري ، إن محاكاة ديناميكيات السوائل الحسابية ، وهي طريقة رياضية تصمم حركة السوائل والغازات ، ستكون عنصرًا مهمًا في تحسين تصميم المحرك واختباره.

وقال كليري: "إن جهاز الاحتراق الذي يعمل بمحرك التفجير الدوار هو بيئة قاسية لا يمكن اختبارها بسهولة. ولا يمكن للقياسات التجريبية توفير جميع المعلومات التي نحتاجها لتحسين هذه المحركات".

"لم تكن المحاكاة مكملة للتجارب فحسب ، ولكن في نفس الوقت ، سيتم التحقق من صحة النماذج الجديدة التي نقوم بتطويرها من البيانات التجريبية ثم استخدامها في أعمال التصميم المستقبلية."

وفي الوقت نفسه ، اكتسب الأستاذ كريستيان موندت من جامعة دير بوندسوير خبرة كبيرة في إتقان نسب الوقود والمؤكسد في الوقود الدافع وحقنه الدقيق في الاحتراق.

وقال "أنا سعيد وفخور لكوني الشريك الدولي في هذا البرنامج المهم".

دعم صناعة الفضاء الأسترالية

على الرغم من أن هذه التكنولوجيا في مراحلها الأولى ، إلا أن المزيد من التطوير يمكن أن يدعم إطلاق الأقمار الصناعية من الأراضي الأسترالية والفرص التجارية لصناعة الفضاء الأسترالية ، بينما تدعم بشكل غير مباشر الاتصالات السلكية واللاسلكية والزراعة والنقل والخدمات اللوجستية والصناعات الأخرى.

قال الرئيس التنفيذي لشركة DefendTex ، ترافيس ريدي ، إنه فخور بالباحثين لتحقيق "المرتبة الأولى في أستراليا" ، بينما انضم إلى قائمة النخبة من البلدان التي أثبتت هذه التكنولوجيا بنجاح.

قال ريدي: "قبل بضع سنوات ، كان القليل من التمويل والدعم متاحًا لبحوث المرحلة المبكرة في مجال تكنولوجيا الفضاء ، ومن خلال برنامج مركز الأبحاث التعاوني ، أصبحت فرصة المشاركة التعاونية بين الأوساط الأكاديمية والصناعة والدفاع ممكنة".

"هذا يسمح لأستراليا بتعزيز القدرات والخبرة بسرعة في هذا المجال لتحقيق اختراقات في تغيير قواعد اللعبة ، وإثبات اقتصادنا في المستقبل والاستيلاء على حصة أكبر من سوق إطلاق الفضاء."