نگاه دیگر
آزمایش نخستین موتور انفجاری و‌چرخشی موشک
انفجار به شکل قابل‌توجهی انرژی بیشتری در مقایسه با احتراق آزاد می‌کند که باعث رانش مؤثرتر شده و می‌تواند تحول جدیدی در صنعت هوا و فضا ایجاد کند
گروهی از ایالت فلوریدای آمریکا در حال همکاری با نیروی هوایی این کشور هستند و ادعا می‌کنند که یک مدل آزمایشگاهی از یک موتور انفجاری و چرخشی موشک را ساخته و آزمایش کرده‌اند. این موتور از انفجارهای چرخشی در داخل یک کانال حلقوی استفاده می‌کند تا نیروی رانشی بسیار مؤثری تولید کند.
نیواطلس در گزارشی نوشته است: البته اکثریت قریب‌به‌اتفاق موتورها برای دستیابی به اهداف خود از احتراق به جای انفجار استفاده می‌کنند. احتراق فرایندی نسبتا کند و کنترل‌شده است که ناشی از واکنش بین سوخت و اکسیژن در دماهای بالاست و به‌عنوان یک فناوری بسیار خوب شناخته می‌شود.
از طرف دیگر، انفجار فرایندی سریع و بی‌قاعده است که قابلیت پیش‌بینی بسیار کمتری دارد. یک انفجار برخلاف احتراق، مقدار زیادی انرژی تولید می‌کند که شما می‌توانید از آن استفاده کنید. هنگامی که ترکیبات شیمیایی را جدا می‌کنید، با ایجاد یک تکانه انرژی، یک مولکول انفجاری، چه به‌صورت الکتریکی و چه به شکل جنبشی ایجاد می‌شود.
این مولکول انفجاری به‌صورت یک موج شوک‌دهنده به اندازه کافی قدرتمند، این ترکیبات شیمیایی را بی‌ثبات می‌کند. فرایند انفجار برای مواقعی خوب است که می‌خواهید مواد را به‌صورت کامل تخریب کنید که البته کنترل دقیق آن هم بسیار سخت است.
با این حال، هنگامی که شما می‌خواهید زنجیره گرانش زمین را بشکنید و به فضا بروید، هر گرم هر کاری را سخت‌تر و پرهزینه‌تر می‌کند. انفجار با استفاده از توده سوخت، به شکل قابل‌توجهی انرژی بیشتری در مقایسه با احتراق آزاد می‌کند. بنابراین بیش از 60سال است که دانشمندان موشک در حال کار بر ایده موشک انفجاری چرخشی به‌عنوان یک روش بالقوه برای کاهش وزن و اضافه‌کردن رانش هستند.
در اصل، این وسیله با استفاده از یک سیلندر که در داخل یک سیلندر بزرگ‌تر دیگر قرار گرفته کار خود را شروع می‌کند. همچنین یک فاصله بین سیلندرها و تعدادی سوراخ کوچک یا روزنه‌هایی که از طریق آن مخلوط سوخت می‌تواند منفجر شود، در این وسیله مشاهده می‌شود. نوعی از احتراق باعث ایجاد انفجار در آن فاصله حلقوی می‌شود و به این ترتیب گازهایی تولید می‌شود که در انتهای کانال حلقه‌ای به بیرون رانده می‌شوند تا نیروی رانش را در جهت مخالف تولید کنند. همچنین این کار، یک موج شوک ایجاد می‌کند که با سرعت تقریبا 5برابر سرعت صوت در اطراف کانال پخش می‌شود. از این موج شوک، درصورت اضافه‌شدن سوخت در نقاط مناسب و در زمان‌های مناسب، می‌توان برای ایجاد انفجارهای بیشتر در یک الگوی پایدار و چرخشی استفاده کرد.
موتور انفجار دوّار
پیش از این، موتور انفجار دوار به شکلی ساده، به‌معنای مکانیکی، از سوی مهندسان دانشگاه میشیگان در دهه1950 ابداع شده بود، اما دستیابی به این موج انفجاری و پایدار ماندن آن‌که خود را تکثیر و منتشر می‌کرد، بسیار سخت و دشوار بود.
این وضعیت به همین شکل ادامه داشت تا اینکه تیمی که در دانشگاه فلوریدای مرکزی مشغول به‌کار است، اکنون ادعا می‌کند که یک مدل آزمایشگاهی ساخته و آزمایش کرده است. این مدل آزمایشی یک وسیله 7.5سانتی‌متری مسی است که از مخلوطی از هیدروژن و اکسیژن برای سوخت استفاده می‌کند.
این ترکیب بیشترین کارایی را برای سوخت موشک در موتورهای موشک مراحل بالایی دارد.
شواهد تجربی انفجار هیدروژن و اکسیژن ایمن
کریم احمد، استادیار گروه UCF در گروه مهندسی مکانیک و هوافضا که هدایت این تحقیق را بر عهده دارد، می‌گوید: این مطالعه برای نخستین‌بار، شواهد تجربی انفجار هیدروژن و سوخت اکسیژن ایمن و کارآمد در موتور انفجاری و چرخشی موشک را ارائه می‌دهد. این انفجار تا زمانی که سوخت را قطع کنید، به شکلی پیوسته پایدار است. ما تا 200پوند(90کیلوگرم) نیرو را آزمایش کرده‌ایم، اما رانش به‌طور خطی با جریان جرم پیشرانه افزایش می‌یابد. به گفته این پژوهشگران، این راز به همین سادگی بود.
احمد می‌گوید: ما باید میزان پرتاب‌هایی که پیشرانه‌ها را آزاد می‌کنند برای ارتقای مخلوط هیدروژن و اکسیژن تنظیم کنیم. بنابراین، هنگامی که انفجار چرخشی به وسیله این مخلوط تازه ایجاد می‌شود، همچنان پایدار می‌ماند. به همین ترتیب، اگر ترکیب خود را کمی غیرفعال کنید، از بین می‌رود یا به جای انفجار، می‌سوزد.
او می‌گوید: همین چند‌ماه قبل بود که تعدادی از کارشناسان موتور موشک آمریکا اعلام کرده بودند که تولید موتورهای انفجاری هیدروژن- اکسیژن امکان‌پذیر نیست. با این حال، این مقاله شواهدی از آزمایش‌های ما ارائه می‌دهد و بدون‌شک نشان می‌دهد که انفجار اکسیژن و هیدروژن در یک موتور انفجاری چرخشی موشک می‌تواند اتفاق بیفتد.
کار روی یک ایده
انفجار با استفاده از توده سوخت، به شکل قابل‌توجهی انرژی بیشتری در مقایسه با احتراق آزاد می‌کند. بنابراین بیش از 60سال است که دانشمندان موشک در حال کار برروی ایده موشک انفجاری چرخشی به‌عنوان یک روش بالقوه برای کاهش وزن و اضافه‌کردن رانش هستند
