شرکت تکنولوژی های مداری (ORBITEC) در 25 اکتبر موتور موشک سوخت مایع جدید خود موسوم به موتور موشک سوخت مایع گردابی (vortex liquid fuel rocket engine) را با موفقیت آزمایش کرد. این پرواز، به منزله پیشرفتی در جهت نیل به موتور سوخت مایع گردابی با تراست 30000 پوند (13600 کیلوگرم) برای سیستم پرتاب فضایی ناسا و برنامه موتور مرحله نهایی موشک نیروی هوایی آمریکا می باشد.

اگرچه اطلاعات کمی در مورد این پرواز منتشر شده اما می توان اطلاعاتی از تصاویر و فیلم‌های آن بدست آورد. موشک پرتاب شده در این تست Garvey P-15 Prospector با 25 پا (7.6 متر) طول و 2 پا (61 سانتیمتر) قطر می باشد. سوخت مصرفی این موشک گزارش نشده است ولی در اغلب آزمایش‌های ایستای موتورهای گردابی ORBITEC از اکسیژن مایع با پروپان استفاده می‌شده است. هرچنداز وزن سوخت مصرفی نیز اطلاعاتی در دست نیست ولی وزن کل موشک 800 پوند (360 کیلوگرم) گزارش شده است.



فیلم منتشر شده، نشان می‌دهد که موتور گردابی برای 10 ثانیه با تراست کامل کار می کند. سپس در 20 ثانیه بعد راکت به نقطه اوج می‌رسد. این اطلاعات برای تخمین تاریخچه پرواز با صرف نظر کردن از مقاومت هوا و به کمک قانون حرکت نیوتن کافی است. شتاب این موشک حدود 2g بوده و با توجه به شتاب گرانش زمین موتور این موشک تراست سه برابر وزن راکت ایجاد می کند. بیشینه سرعت موشک 600 مایل بر ساعت (270 متر بر ثانیه) و ارتفاع بیشینه آن اندکی کمتر از 2 مایل (3.2 کیلومتر) می باشد. اگر مقاومت هوا در نظر گرفته شود این اعداد چندان تغییر نمی کنند. اگر موارد دیگری شامل اثرات درگ در نظر گرفته شوند آنگاه شتاب راکت مقداری بیشتر از 2g بدست می آید.

یکی از چالش های توسعه یک موتور موشک مسئله حرارت زیاد آن است. دما در محفظه احتراق اغلب این موتورها به حدی می رسد که اگر از خنک کاری استفاده نشود، دیواره محفظه احتراق ذوب شده و منجر به انجار موتور موشک می شود. موتورهای متداول موشک، معمولا از خنک کاری باز تولید regenerative استفاده می‌کنند، که در آن بخشی از سوخت از بین دیوار محفظه احتراق (که دو جداره است) گذشته و آن را خنک می کند. سپس سیال گرم شده وارد محفظه احتراق شده و می سوزد.

اما محفظه احتراق موتور موشک گردابی از رویکرد متفاوتی بهره می‌گیرد. اکسیژن مایع از پایه محفظه تغذیه شده و یک جریان چرخشی نزدیک دیواره‌های محفظه ایجاد می کند. وقتی که اکسیژن به بالای محفظه می‌رسد، به صورت مارپیچی به سمت داخل می‌چرخد تا گردابی چرخشی دوم به سمت خارج نازل جریان یابد. سوخت در گردابی داخلی تزریق (پاشیده) شده و در آنجا با اکسیژن ترکیب شده و می سوزد. احتراق فقط در گردابی داخلی روی می‌دهد، بنابراین محصولات احتراق از دیوار بیرونی توسط گردابی خارجی ایزوله می‌شوند. دیوار محفظه تنها در معرض گرمای تابشی قرار دارد که با جریان اکسیژن در امتداد دیوار خنک می شود.

در میان نوآوری‌های این آزمایش پروازی، یک نازل کامپوزیتی و ملحقات استوانه‌ای آن نیز وجود دارد که در آن محلقات نازل با خنک‌کاری گردابی موتور محافظت نمی شود. در عوض، اکسیژن پیش از تزریق به محفظه احتراق از اطراف دیواره دو جداره نازل عبور کرده و آن را خنک می‌کند.
با انجام این موفقیت آمیز این آزمایش ORBITEC در جایگاهی قرار گرفت، که می‌تواند قابلیت‌های موتور گردابی خود را برای سیستم‌های پرتاب نظامی و تجاری آینده اجرا کند.

هیتنا

---