GORIVA

Pripremio: I. Jakšić

Brzinski rekord na zemlji i svemirska putovanja

Mlazni pogon za sve

Ekipa koja se nada da će oboriti svetski rekord u brzini automobila na mlazni pogon možda je na pragu još jednog otkriďća koje bi bilo veoma važno za svemirska putovanja - bezbednog raketnog motora

Bloodhound supersonic car

U uvodnom pasusu objavljene su reči osnivača kompanije za proizvodnju vojnih raketnih motora “Falcon Project Limited” (FPL), Danijela Džaba. Sedište firme nalazi se u Kaliforniji, a Danijel je i glavni raketni inženjer za “blood hound supersonic car”, čiji je cilj postizanje brzine od 1600 km/h tokom 2013. godine!

Trenutni rekord iznosi 1227 km/h, a postavio ga je vozač “bloodhound”-a Endi Grin 1997. godine, u automobilu koji se naziva “thrust SSC”. “Bloodhound SSC”  izgleda kao letelica bez krila, a posedovaće i motor borbenog mlaznjaka “e urofighter typhoon”, kao i hibridni tečno-čvrsti raketni motor koji je takođe proizvela kompanija “FPL”. Za snabdevanje rakete gorivom, vozilo ima motor trkačkog automobila “cosworth formula 1” u službi pumpe za gorivo.

Džinovski vatromet

Thrust ssc

Kompanija “FPL”  razmotrila je mnoge opcije raketnih motora pre nego što se konačno odlučila za hibrid. Čvrsti benzinski motori koji koriste metalno gorivo u prahu ( powdered metal fuel) nisu uzeti u razmatranje jer se ne mogu isključiti u vanrednim situacijama - oni u potpunosti moraju da sagore, kao džinovski vatromet. Zatim, ispitivani su i motori sa dvostrukim pogonom na tečno gorivo koji koriste različita goriva, kao što su kerozin, hidrogen i alkohol, i sa tečnim oksidansom kao što su azotna kiselina, azotni tetraoksid, hidrogen-peroksid i tečni kiseonik. Džab navodi da je svaka kombinacija tečnih goriva uzeta u razmatranje. U osnovi, bio je potreban sistem kojim bi se “bloodhound”-u obezbedio impuls neophodan za razvijanje pomenute brzine - a takav sistem danas nije poznat. Sve opcije s tečnim gorivima podrazumevaju posledice. Ako bi vozač Endi Grin bio izložen kriogenim temperaturama koje su potrebne za tečni kiseonik, našao bi se u velikoj opasnosti.

Prijekat falkon svemirske letelice

Ključni indikator karakteristika raketnog motora je „specifični impuls“, dakle promena impulsa koji može da se postigne po jedinici mase potrošenog goriva. Meri se sekundama. Specifični impuls predstavlja način za opisivanje efikasnosti raketnih motora. Da bi “bloodhound” postigao najavljenu rekordnu brzinu, potreban je specifični impuls od 200 sekundi.

Prvobitni plan kompanije “FPL” bio je da “bloodhound” poseduje hibridnu raketu sličnu onoj koju je kompanija koristila za komercijalne svemirske letove “Scaled Composites”, čija je svemirska letelica “SpaceShipOne” bila prva privatna letelica koja je 2004. letela svemirom. Iste godine, letelica je osvojila nagradu Ansari X-Prize, koja iznosi 10 miliona dolara. Odmah nakon toga, povučena je iz upotrebe. Motor letelice radio je na mešavinu čvrstih goriva. Mešavina se sastojala od polibutadiena, sintetičke gume koja se koristi u proizvodnji guma, naročito u avijaciji, i od tečnog oksidansa: azot-oksida, što je izvor kiseonika za sagorevanje goriva.

Radnici kompanije “Scaled Composites” su 2007. isprobavali tečni azoz-oksid, u sedištu firme, kada je tank eksplodirao. Tri raketna inženjera su poginula. Članovi tima Danijela Džaba su se, upravo u tom trenutku, spremali da započnu rad na motoru zasnovanom na azot-oksidu. Ovaj događaj ih je veoma zabrinuo pa su, neposredno posle eksplozije, počeli sa istragom drugih primera nesreća izazvanih azot-oksidom.

Opasni oksidans

Korpus znanja o azot-oksidu (N2O), koji se koristio kao oksidans za raketne motore, nije nagoveštavao mogućnost događaja kao što je eksplozija. Kompanija “Scaled Composites” tako je navela u izjavi objavljenoj posle završetka istrage o nesreći. Istragom nije utvrđen tačan uzrok eksplozije.

Space ship two

Posle identifikacije mogućih uzroka, što je rađeno sa stručnjacima NASA-e, i objavljivanja nalaza kako bi o tome bili obavešteni i ostali proizvođači raketnih motora, “Scaled Composites” je ostao pri ovom oksidansu za letelicu “SpaceShipTwo”, koja se proizvodi za “Virgin Galactic”. “Bloodhound” neće imati takav motor. Politika kompanije je da se na pitanja o raketnoj tehnici, strukturama i aerodinamici ne odgovara. U suprotnom, mnoge informacije bi nesumnjivo stigle do konkurencije.

U potrazi za alternativom, ekipa koja radi na razvoju “bloodhound”-a ponovo je uzela u razmatranje tečno pogonsko gorivo koje je poslalo satelit “prospero” (Velika Britanija) u orbitu 1971. prilikom četvrtog i poslednjeg lansiranja rakete “black arrow”, koje je deo neuspelog britanskog svemirskog programa. Pogonsko gorivo je bio hidrogen-peroksid povišenog sadržaja (rastvor od 85 do 98 procenata hidrogen-peroksida), poznatog i pod skraćenicom HTP (high-test peroxide). Kod rakete “black arrow” korišćen je u kombinaciji s kerozinom.

Svemirska vozila budućnosti

HTP je u formi tečnosti na sobnoj temperaturi, za razliku od azot-oksida, koji se mora čuvati pod visokim pritiskom. Stoga je HTP manje podložan stvaranju visokog pritiska koji može prouzrokovati eksploziju. HTP je, takođe, mnogo moćniji oksidans. “Bloodhound” će funkcionisati pomoću mešavine HTP-a i čvrstog polibutadienskog goriva, a ne sa mešavinom tečnih goriva kao što je to slučaj s raketom “black arrow”. Nešto malo manje od ukupne količine sile potiska potiče od motora na mlazni pogon po imenu “typhoon”.

Ipak, HTP nije najsrećnije rešenje, upozorava Dejvid Gibon, pogonski inženjer iz Velike Britanije. On smatra da je i ovo gorivo rizično, samo što se radi o drugačijim vrstama opasnosti. HTP je podložan raspadanju u prisustvu zagađivača, što u krajnjem slučaju može dovesti do eksplozije.

I. Jakšić