Baza technologii

Opis technologii / usługi

Przedmiot opracowanej przez nas technologii stanowi ziarno materiału pędnego do silnika rakietowego o wydłużonym czasie pracy, posiadające co najmniej jedną wewnętrzną przegrodę, w postaci płyty lub pierścienia, o właściwościach termoizolacyjnych, wbudowaną w ziarno ze stałego materiału pędnego o symetrii osiowej, wydłużającą drogę spalania materiału pędnego względem usytuowanej współosiowo dyszy silnika rakietowego.

Wśród silników rakietowych wykorzystujących stały materiał pędny wyróżnia się silniki o czołowym (papierosowym) spalaniu ziarna, które pozwalają na osiągnięcie relatywnie długich czasów pracy. Rozwiązanie takie stosowane jest w silnikach marszowych rakiet wojskowych oraz w gazogeneratorach kosmicznych, lotniczych i przemysłowych. W przypadku niektórych zastosowań niezbędne są wyjątkowo długie czasy pracy, co wymaga wykorzystania materiałów pędnych o bardzo niskich prędkościach spalania, które nie przekładają się na najwyższe możliwe osiągi.
Stosowane silniki marszowe i gazogeneratory wykorzystują stałe materiały pędne modyfikowane pod kątem redukcji prędkości spalania. Technologie w postaci ziaren, w przybliżeniu walców z inhibitowaną powierzchnią boczną, gdzie spalanie odbywa się na powierzchni czołowej walca, posiadają szereg wad, z których do najważniejszych zaliczyć należy duże wydłużenie silnika oraz brak możliwości zmniejszenia ciągu poniżej pewnej wartości, wynikającej między innymi z wydatku masowego z powierzchni czołowej walca.
Dostępne rozwiązania nie zapewniają odpowiednio długiego czasu pracy, dobrego upakowania podsystemu i zachowania niskiej masy silnika, wymaganych dla licznych zastosowań w technice rakietowej.

Zalety / korzyści z zastosowania technologii

Proponowane przez nas rozwiązanie, stanowiące odpowiedź na istniejące wymagania, wyróżnia się szeregiem następujących zalet:
• możliwość uzyskania niższego ciągu niż w przypadku ziarna o spalaniu papierosowym;
• zmniejszenie kosztów poprzez brak potrzeby rozwoju unikalnego materiału pędnego dla zastosowań wymagających bardzo długich czasów pracy silnika;
• możliwość zastosowania energetycznego materiału pędnego bez potrzeby ingerencji w jego skład, zwłaszcza bez pogarszania jego osiągów w celu zmniejszenia prędkości spalania; brak wymagania redukcji prędkości spalania pozwala na podwyższenie projektowego ciśnienia pracy silnika i jego osiągów;
• możliwość wydłużenia czasu spalania niezależnie od geometrii silnika (nawet w przypadku bardzo krótkiego silnika możliwe jest uzyskanie czasu spalania na poziomie kilkuset sekund);
• występowanie niemal pełnego wypełnienia objętości komory spalania materiałem pędnym;
• geometria zewnętrzna zbliżona do walca ułatwia produkcję;
• grubości inhibitora wewnątrz ziarna materiału pędnego mogą być bardzo małe z racji braku potrzeby zachowania integralności tych warstw przez większą część czasu pracy silnika;
• izolacja otaczająca zewnętrzną część ziarna (przylegająca do ścianek nośnych silnika) nie jest narażona na oddziaływanie produktów spalania przez większość czasu pracy silnika, przy czym może być relatywnie cienka;
• skalowalność rozwiązania – możliwość zastosowania zarówno w przypadku dużych, jak i małych silników.

Zastosowanie rynkowe

Proponowany zakres tematyczny współpracy z przedsiębiorstwami i przemysłem obejmuje:
• wdrażanie technologii ziarna materiału pędnego do silników rakietowych o wydłużonym czasie pracy.
Poza typowymi gazogeneratorami i silnikami marszowymi rakiet, rozwiązanie ma bardzo wysoki potencjał aplikacyjny w satelitach, co wynika z potrzeby deorbitacji satelitów po zakończeniu ich misji na orbicie bez pozostawiania tak zwanych śmieci kosmicznych. Silnik na stały materiał pędny o bardzo długim czasie spalania (na poziomie nawet kilkuset sekund) zapewni minimalizację przeciążeń, uniemożliwiając przy tym zbyt wczesną dezintegrację satelity.

Tagi

Branże