Οι προσπάθειες για την ανάπτυξη κινητήρων aerospike χρονολογούνται από τη δεκαετία του 1960. Η τεχνητή νοημοσύνη Noyron της Leap71 σχεδίασε, κατασκεύασε και δοκίμασε με επιτυχία έναν κρυογενή κινητήρα aerospike, έναν από τους πιο δύσκολους και τεχνικά απαιτητικούς κινητήρες στην ιστορία της αεροδιαστημικής, μέσα σε… μόλις τρεις εβδομάδες.
Ο κινητήρας aerospike αποτελεί ένα θεωρητικό θαύμα, καθώς μπορεί να διατηρεί υψηλή απόδοση σε όλα τα υψόμετρα, σε αντίθεση με τους παραδοσιακούς κινητήρες με καμπανοειδή ακροφύσια. Αυτή η προσαρμοστικότητα τον καθιστά ιδανικό για αποστολές ενός σταδίου σε τροχιά (SSTO, single-stage-to-orbit, οριζόντιας απογείωσης), οι οποίες θα μπορούσαν να φέρουν επανάσταση στην εξερεύνηση του διαστήματος χάρη στην απλότητα και την οικονομικότητά τους.
Γιατί οι κινητήρες aerospike είναι επαναστατικοί
Οι παραδοσιακοί κινητήρες έχουν ένα σημαντικό μειονέκτημα: είναι βελτιστοποιημένοι για συγκεκριμένα υψόμετρα. Στο επίπεδο της θάλασσας, τα κοντά ακροφύσια λειτουργούν αποδοτικά, αλλά καθώς οι πύραυλοι ανεβαίνουν, τα καυσαέρια αρχίζουν να διαχέονται ανεξέλεγκτα, χάνοντας ώθηση και απόδοση. Αυτή η αναποτελεσματικότητα απαιτεί την προσθήκη πολλαπλών σταδίων στους πυραύλους, κάτι που αυξάνει την πολυπλοκότητα και το κόστος.
Αντίθετα, ένας κινητήρας aerospike χρησιμοποιεί έναν κεντρικό κώνο που κατευθύνει τα καυσαέρια κατά μήκος της επιφάνειάς του. Τα καυσαέρια επεκτείνονται φυσικά σε απόκριση στις αλλαγές της ατμοσφαιρικής πίεσης, διατηρώντας την απόδοση σε όλη την άνοδο. Αυτό καθιστά τους κινητήρες aerospike ιδανικούς για αποστολές SSTO.
Ωστόσο, αυτή η πολλά υποσχόμενη τεχνολογία είχε παρεμποδιστεί από τεχνικά εμπόδια, κυρίως στη ψύξη. Ο κώνος βρίσκεται εκτεθειμένος σε καυσαέρια με θερμοκρασίες που ξεπερνούν τους 3.000°C, πολύ πάνω από τα όρια αντοχής των περισσότερων υλικών. Ο σχεδιασμός και η κατασκευή καναλιών ψύξης ικανών να αντιμετωπίσουν αυτή τη θερμότητα έχει αποδειχθεί εξαιρετικά δύσκολος.
Μια ιστορία προκλήσεων
Τη δεκαετία του 1960 η Rocketdyne επιχείρησε να κατασκευάσει τον J-2T Aerospike για τον πύραυλο Saturn V και η NASA επανεξέτασε την ιδέα με τον XRS-2200 Linear Aerospike για το διαστημικό αεροσκάφος X-33. Και τα δύο έργα έδειξαν προοπτική, αλλά τελικά απέτυχαν λόγω τεχνικών και οικονομικών προκλήσεων.
Άλλες ιδιωτικές πρωτοβουλίες, όπως η Firefly και η Polaris Raumflugzeuge, αντιμετώπισαν παρόμοιες αποτυχίες. Αν και εταιρείες όπως η Pangea Aerospace έχουν σημειώσει πρόοδο με κινητήρες aerospike που χρησιμοποιούν μεθάνιο και οξυγόνο, κανένα σχέδιο δεν ειχε φτάσει ακόμα σε επιχειρησιακή ετοιμότητα.
Το άλμα της τεχνητής νοημοσύνης
Σε αυτό το σημείο εμφανίζεται η Noyron της Leap71, μια τεχνητή νοημοσύνη που σχεδιάστηκε για να φέρει επανάσταση στη μηχανολογία. Αντί να βελτιώσει υπάρχοντες σχεδιασμούς, η Noyron κλήθηκε να δημιουργήσει μια ριζικά διαφορετική λύση. Η ΤΝ ανέπτυξε έναν σχεδιασμό, όπου οι εσωτερικοί αγωγοί ψύξης του aerospike πλημμυρίζουν με κρυογενές οξυγόνο, ενώ ο θάλαμος καύσης ψύχεται με κηροζίνη.
Αξιοποιώντας την τεχνολογία 3D εκτύπωσης, η Leap71 κατασκεύασε τον aerospike ως ένα ενιαίο, συμπαγές κομμάτι κράματος χαλκού, ενσωματώνοντας πολύπλοκα κανάλια ψύξης. Αυτή η προσέγγιση -αδύνατη με παραδοσιακές μεθόδους κατασκευής- έγινε εφικτή μέσω της μεθόδου Laser Powder Bed Fusion, που κατασκευάζει τον κινητήρα στρώμα-στρώμα από εξειδικευμένο κράμα.
Ιστορική δοκιμή
Ο ολοκληρωμένος κινητήρας aerospike υποβλήθηκε σε δοκιμή στις εγκαταστάσεις της Airborne Engineering στο Ηνωμένο Βασίλειο. Παρά τους πιθανούς κινδύνους και τις αβεβαιότητες, ο κινητήρας λειτούργησε με επιτυχία κατά την πρώτη δοκιμή στις 18 Δεκεμβρίου 2024.
Μετά τη δοκιμή, ο κινητήρας κόπηκε στα δύο για την επιθεώρηση της εσωτερικής του δομής και των καναλιών ψύξης. Αυτά τα δεδομένα θα βελτιώσουν τα μοντέλα της Noyron για την επόμενη έκδοση.
Το μέλλον της σχεδίασης πυραύλων
Η επιτυχημένη δοκιμή του aerospike σηματοδοτεί μια νέα εποχή στην ανάπτυξη πυραυλοκινητήρων. Με την τεχνητή νοημοσύνη να καθοδηγεί τη διαδικασία, οι κύκλοι σχεδιασμού μειώνονται δραματικά, επιτρέποντας γρήγορες βελτιώσεις και βελτιστοποιήσεις. Η Leap71 σκοπεύει να συνεχίσει τη βελτίωση του aerospike, στοχεύοντας στην επίλυση των εναπομενουσών προκλήσεων και στην επίτευξη επιχειρησιακής ετοιμότητας.
Καθώς η τεχνητή νοημοσύνη προοδεύει, η αεροδιαστημική βιομηχανία μπορεί να περιμένει ριζοσπαστικές εξελίξεις, που άλλοτε θα απαιτούσαν δεκαετίες. Ο κρυογενής κινητήρας aerospike, που κάποτε θεωρούνταν αδύνατο όνειρο, είναι πλέον μια απτή πραγματικότητα και οι μελλοντικές εφαρμογές του θα μπορούσαν να μεταμορφώσουν την εξερεύνηση του διαστήματος για πάντα.
VIA: Πηγή Άρθρου
Greek Live Channels Όλα τα Ελληνικά κανάλια: Βρίσκεστε μακριά από το σπίτι ή δεν έχετε πρόσβαση σε τηλεόραση; Το IPTV σας επιτρέπει να παρακολουθείτε όλα τα Ελληνικά κανάλια και άλλο περιεχόμενο από οποιαδήποτε συσκευή συνδεδεμένη στο διαδίκτυο. Αν θες πρόσβαση σε όλα τα Ελληνικά κανάλια Πατήστε Εδώ
Ακολουθήστε το TechFreak.GR στο Google News για να μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις τεχνολογίας.
