动力和可控之间的权衡?
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摘要:火箭发射成本中最大的一笔支出就是推进剂的费用 。 为此 , 华盛顿大学的研究人员最近开发了一种新型发射机制:旋转爆震发动机的数学模型 。 旋转爆震发动机采用不同的方式燃烧推进剂 。 它由同心圆柱体组成 。 推进剂在圆柱体之间的间隙中流动 , 点燃后迅速释放热量形成冲击波 , 产生强烈的气体脉冲 , 有着高温和高压 , 其移动速度比声速还快 。 但这类设计最大的缺点就是其不可预测性 。
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在如今这个太空探索的时代 , “成本效益”是很重要的 。 通过降低每次发射所需的有关成本 , 航天局和私人航空航天公司(又被叫做“新空间”)能够确保人类更多地进入太空 。
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(图解:火箭发射 。 图源:wikipedia)
对于发射成本而言 , 最大的一笔支出就是推进剂的费用 。 简单来说 , 脱离地球引力需要很多火箭燃料!
为了解决这一问题 , 华盛顿大学的研究人员最近开发了一种新型发射机制——旋转爆震发动机(RDE)的数学模型 。
它的轻量化设计使得燃料效率更高 , 同时制造过程也没有那么复杂 。 然而 , 这种设计却带来一个极大的不足 , 那就是很高的难以预测性 , 以至于当前不能马上投入使用 。
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期刊《物理评论E》(《Physical Review E》)最近发表了他们的研究 , 标题为:《锁模旋转爆震波:实验和模型方程》 。
该研究团队由华盛顿大学航空航天专业博士生詹姆斯?科赫(James Koch)领导 , 成员还包括华盛顿大学航空航天专业教授黑坂满(Mitsuru Kurosaka)和卡尔?诺伦(Carl Knowlen)以及华盛顿大学应用数学专业教授J?内森?库茨(J. Nathan Kutz) 。
在传统的火箭发动机中 , 推进剂在燃烧室中燃烧 , 然后通过喷管从尾部排出 , 从而产生推力 。
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(图解:火箭的推力是压力作用在燃烧室和喷管 , 由于反作用力产生的结果 。 图源:wikipedia)
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