Test nowej rakiety Łukasiewicz-ILOT. "Pierwszy na świecie start z silnikiem detonacyjnym"

2 października 2021, 17:34
start-3b
Fot. Łukasiewicz - Instytut Lotnictwa [ilot.lukasiewicz.gov.pl]

Zespół inżynierów z Łukasiewicz - Instytutu Lotnictwa podzielił się informacją o przeprowadzeniu, jak to określono, pierwszego na świecie udanego lotu próbnego "rakiety doświadczalnej napędzanej silnikiem rakietowym wykorzystującym proces wirującej detonacji, zasilanego ciekłymi materiałami pędnymi". Test doszedł do skutku 15 września br. na poligonie użytkowanym przez Wojskowy Instytut Techniczny Uzbrojenia w Zielonce pod Warszawą. Jak wskazano, próbny silnik zadziałał zgodnie z planem, pracując podczas testu przez 3,2 sekundy i rozpędzając rakietę do prędkości około 90 m/s. To natomiast pozwoliło urządzeniu osiągnąć wysokość 450 m.

Zadeklarowana udana demonstracja technologii wirującej detonacji - przeprowadzona przez polskich inżynierów - wskazywana jest przez samych autorów jako sukces na skalę międzynarodową. "To pierwsza na świecie udana próba wykorzystania (w charakterze napędu rakiety) silnika detonacyjnego zasilanego ciekłymi materiałami pędnymi, ciekłym propanem oraz ciekłym podtlenkiem azotu" - wskazano w okolicznościowym komunikacie Łukasiewicz-Instytutu Lotnictwa.

W roli napędu wystrzelonej rakiety wykorzystano detonacyjny silnik stożkowy opracowany przez dr. inż. Michała Kawalca z Łukasiewicz-Instytutu Lotnictwa. Inżynier ten kierował również zespołem budującym rakietę i koordynował przebieg jej doświadczalnego lotu. Opiekunem merytorycznym zespołu jest zatrudniony w Instytucie profesor Piotr Wolański, wieloletni specjalista ośrodka oraz uznany polski ekspert w dziedzinie technologii rakietowych i samego zagadnienia wirującej detonacji.

Pod kierunkiem profesora Wolańskiego od ponad 15 lat prowadzone są badania doświadczalne procesu wirującej detonacji, zarówno w aspekcie jej zastosowania w silnikach turbinowych, jak i rakietowych. Jak podkreślono, początkowo trwały one tylko w Instytucie Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej, ale od ponad 11 lat są kontynuowane również w Łukasiewicz-Instytucie Lotnictwa. Szczegółowe zestawienie tych prac opisano w wydanej niedawno monografii profesora Wolańskiego pt. Research on detonative propulsion in Poland (Badania napędów detonacyjnych w Polsce), przez Biblioteką Naukową Łukasiewicz-Instytutu Lotnictwa (nr 60).

Udana próba startu rakiety z silnikiem detonacyjnym to olbrzymi sukces naszego zespołu. Obecnie przodujemy w badaniach nad tą technologią, ale jesteśmy też świadomi tego, że dużo pracy jeszcze przed nami. Zastosowanie dla nowego silnika może być bardzo szerokie, od branży lotniczo-kosmicznej po energetyczną. Naszym celem na ten moment jest dalsze rozwijanie technologii tego procesu.

Dr inż. Paweł Stężycki, dyrektor Łukasiewicz-Instytutu Lotnictwa

Polacy, obok Japończyków, zaliczani są do grona pionierów w badaniach nad zagadnieniem wirującej detonacji. Jak się podkreśla, inżynierowie z Japonii także przeprowadzili wcześniej test własnej rakiety z napędem detonacyjnym – próbę realizowano jednak w kosmosie przy zastosowaniu napędu pomocniczego. Na tym tle Łukasiewicz-ILOT wskazuje, że polskie rozwiązanie wyróżnia się umożliwieniem całkowicie samodzielnego startu rakiety z poziomu gruntu.

Jednocześnie inżynierowie podkreślają, że nad technologią wykorzystania wirującej detonacji pracują obecnie największe światowe koncerny. Jako przykład podawane są wysiłki Pratt&Whitney oraz General Electric, które na prowadzenie prac związanych z rozwojem napędu detonacyjnego otrzymały łącznie 500 mln USD z laboratorium badawczego amerykańskich sił powietrznych (US Air Force Research Laboratory).

Powodów tego zainteresowania i obszarów zastosowania silnika działającego na zasadzie wirującej detonacji wskazuje się wiele – poczynając od napędu rakiet, napędów lotniczych aż po zastosowania w urządzeniach energetycznych. Komory spalania wykorzystujące proces wirującej detonacji mają kilka istotnych zalet: posiadają prostą i zwartą konstrukcję, a przez to są lekkie i tanie, zwłaszcza w porównaniu z klasycznymi napędami silników rakietowych.

Zachodzenie w komorze polskiego silnika warunków odpowiednich dla procesu wirującej detonacji ma zapewniać większą sprawność jego działania. W odróżnieniu od klasycznego spalania deflagracyjnego, ciśnienie w tej konfiguracji rośnie (tzw. Pressure Gain Combustion – spalanie powodujące wzrost ciśnienia). W trakcie pracy, wykorzystany przez Łukasiewicz-ILOT próbny silnik był chłodzony każdym z dwóch użytych składników materiału pędnego. 

Zastosowanie tzw. regeneracyjnego chłodzenia silnika pozwala na odzyskanie ciepła z detonacyjnej komory spalania przekazywanego do ścianek silnika. Ciepło to ogrzewa więc oba czynniki chłodzące silnik, propan i podtlenek azotu, które o podwyższonej temperaturze są doprowadzane do komory detonacyjnej silnika. Dzięki temu, tzw. „straty ciepła na chłodzenie” są odzyskiwane i możliwe jest uzyskanie większej sprawności silnika.

Treść okolicznościowego komunikatu Łukasiewicz-Instytutu Lotnictwa, nt. zastosowanego mechanizmu działania próbnego silnika z zastosowaniem wirującej detonacji

Jak podkreślają polscy inżynierowie, dzięki bardzo dużej gęstości wydzielanej energii, silnik może być znacznie mniejszy, bardziej zwarty, a w efekcie – lżejszy. "Wykorzystanie do napędu rakiet silnika z wirującą detonacją umożliwi poprawienie efektywności napędu oraz zwiększenie osiągów rakiet napędzanych takimi silnikami w stosunku do rakiet napędzanych klasycznymi silnikami rakietowymi" - zadeklarowano.

Źródło: Łukasiewicz-Instytut Lotnictwa

Space24
Space24
KomentarzeLiczba komentarzy: 65
KAR
poniedziałek, 4 października 2021, 17:27

Pozwolę sobie na jeszcze jeden wpis pod tym artykułem. Otóż warto wspomnieć, że w/w Instytut współpracuje z GE, Airbusem i Pratt&Whitney. A to znaczy, że oni najszybciej położą rękę na naszych rozwiązaniach Przypomnę tylko, że to państwowy instytut utrzymywany w dużej części z pieniędzy polskich podatników, więc rozwiązania powinny być wykorzystane dla rozwoju naszych projektów (jeśli takie się pojawią). Pewnie będzie jak zwykle od ponad 30-lat, czyli pod pretekstem tzw. "współpracy" skorzystają inni, bo obecny "rząd" tak tym pokieruje...

Pucin :0
czwartek, 7 października 2021, 18:27

Nie ten program zostanie nabyty ale ludzie i to co mają w głowach. Historia twórcy V2 jest tu znamienna, jak i historia patentu na przemysłową produkcję grafenu - cytat - Wikipedia - "W 2015 roku Politechnika Łódzka zaprezentowała urządzenie do produkcji grafenu z fazy ciekłej, które pozwala na wytwarzanie wielkopowierzchniowych płatów grafenowych o właściwościach bliskich teoretycznym. Swój produkt nazwała HSMG (ang. High Strength Metallurgical Graphene)[38]. W 2016 r. metoda HSMG uzyskała ochronę patentową w UE i USA[39]."

Pepe
środa, 6 października 2021, 14:03

Tak robiły inne rządy, ten mam nadzieję postąpi tak jak powinien, czyli doprowadzi do produkcji w Polskich fabrykach. Bardzo kibicuję by tak się stało

Wojtek
środa, 6 października 2021, 12:27

Dlatego w najbliższych wyborach prezydenckich, komu zależy, powinien głosować na program ściśle chroniący polskie interesy, a nie na ślepo zapatrzonych w Niemcy, w USA, albo w co innego.

Andrzej
poniedziałek, 4 października 2021, 13:00

Bedą podobne sukcesy do samolotów Marganskiego ?

Zdziwiony
poniedziałek, 4 października 2021, 00:16

Nie chcę się wyżywać na konstruktorach, ale miejcież litość... Takie parametry lotu , tzn ok 90m/s i 400m wysokości, to 30 lat temu osiągaliśmy z kolegami jako nastolatkowie w klubie modelarskim, na rakietach z korpusem z prasowanej tektury .... napęd inny ale co z tego ? Może nie narażajmy się na śmieszność takimi artykułami pochwalnymi? Obecnie Chińskie sztuczne ognie lepiej wyglądają i lepiej latają....

Zenon z LA
wtorek, 5 października 2021, 00:29

Werner von Braun tez zaczynał właśnie tak skromnie w ramach "Verein für Raumschifffahrt e.V.." Jedyne czego nam potrzeba to konsekwencji (i pieniędzy ).

Michał
poniedziałek, 4 października 2021, 21:55

Oczywiście że fajerwerki można strzelić wyżej i łatwiej. Nie o to tutaj chodzi. Tematem jest supersprawane spalanie materiałów pędnych. W silniku z wirującą detonacją, fala detonacyjna porusza się z prędkością ok 1,5 km/s spalając mieszaninę, radykalnie podnosząc ciśnienie i temperaturę. Znacznie wzrasta sprawność spalania, a silnik nie wymaga zbyt dużego ciśnienia zasilania. Do tego komora spalania jest dużo mniejsza, lżejsza i bardziej zwarta. Problemem jest uzyskanie i utrzymanie tego procesu. Do tej pory po za laboratorium udało się to tylko Japończykom (ich silnik z zasilaniem ważył ok 200 kg i miał 500N ciągu) i właśnie ekipie z Ł-Ilot! Tutaj udało się coś czego nie udało się nikomu: detonacja ciekłych materiałów pędnych.

Już wyjaśniam
poniedziałek, 4 października 2021, 19:50

Nie ma znaczenia że leciała 90m/s To test a nie wyścigi. Ważne, że uzyskano wyniki porównawcze na korzyść nowego napędu :)

Levi
poniedziałek, 4 października 2021, 19:11

Przeciez to nie ma byc ocena za wyglad ale demonstrator technologii

Frank
poniedziałek, 4 października 2021, 16:56

To tylko prototyp w formie mikro.

Marcin
poniedziałek, 4 października 2021, 13:53

Początki zawsze są skromne i potrzeba czasu by dojść do wielkich rzeczy. A pamiętajmy duże rzeczy miały często skromne początki. I co jest najlepsze właśnie takie testy niby nie pozorne nie dające takiego Wow dają najwięcej danych do analizowania. Każda osoba która pracuje na takimi ciężkimi projektami to wie. Pan widać nie wie bo nie ma Pan za dużej wiedzy jak wygląda opracowywanie nowych technologi zwłaszcza tak zaawansowanych jak technologie rakietowe i kosmiczne. Po za tym porównywanie modelarstwa do technologi kosmicznych to jak porównywanie hip-hopu z muzyką klasyczną. Te testy to dobry początek byle tego nie zmarnowali i ciągnęli dalej projekt i go rozwijali.

123 abc
niedziela, 3 października 2021, 21:38

Jestem ciekaw czy w tym silniku jest turbina. Jeżeli tak, to jakie łożysko. Firma Capstone produkuje generatory prądu oparte na turbinach, gdzie łożyskiem jest powietrze.

Hansik
niedziela, 3 października 2021, 23:16

Nie ma turbiny. To mała rakieta. Zasilanie ciśnieniowe.

123 abc
poniedziałek, 4 października 2021, 13:40

PS. To może zbudować na tej bazie wielki generator prądu - zamiast ciekłego propanu, ciekły wodór, zamiast tlenku diazotu bogata mieszanka tlen i azot . Tlen oddzielany od azotu z powietrza w parowniku wodoru. Oczywiście trzeba dodać turbinę.

123 abc
poniedziałek, 4 października 2021, 11:31

Jeżeli tak, to pewnie wtryski paliwa są rozmieszczone po okręgu albo jeden wtrysk jako wirująca przekrzywiona rurka, która nadaje ruch wybuchającej mieszance.

hehe
niedziela, 3 października 2021, 17:42

Nie chodzi bowiem o to by złapać króliczka ,ale by gonić go .Im dłużej się go goni tym dłużej trwa finansowanie i ludzie mają robotę.

a może trzeba
poniedziałek, 4 października 2021, 11:09

było się uczyć che che.Teraz nie musiałbyś nadrabiać cwaniactwem cóż nauka ma to do siebie, że trzeba poświecić na nią czas około 20 lat che che.

Hansik
niedziela, 3 października 2021, 20:55

To powiem Ci tak. Projekt był rozwijany niewielkimi nakładami pieniędzy przez małą grupę zapaleńców. Osiągnięto tak wiele przez właśnie świetną koordynację i pomysłowość. Przez 2 lata pracy udało się stworzyć unikalną technologię detonacji paliw ciekłych, stworzyć silnik, zoptymalizować i przetestować na poligonie.

hehe
niedziela, 3 października 2021, 21:43

Mój komentarz bazuje na informacjach z artykułu.A tam jak byk stoi ,że prace trwają od lat 15 -stu a w samym Instytucie Lotnictwa-Łukasiewicz od lat 11-stu.Więc podtrzymuję swoje zdanie.

mick8791
poniedziałek, 4 października 2021, 05:35

Od tyłu lat trwają badania nad wirujacą detonacją w silnikach rakietowych baranie. Tylko taki ignorant jak Ty może twierdzić, że naukowy proces badawczy nad przełomową technologią musi być krótkotrwały, bo inaczej to wyciaganie kasy... Od razu widać, że Twoje wykształcenie nawet nie otarło się o uczelnie techniczną! Po prostu założyć komentować wpisy, ktorach autor próbuje sprowadzać proces naukowy do sobie znanego poziomu czyli np przewalanią węgla z pryzmy na pryzmę...

Paranoid
poniedziałek, 4 października 2021, 16:22

Jak, żeś taki mądry to powiedz jakie widzisz zastosowanie na teraz, lub ile kasy trzeba włożyć żeby to cudo móc zastosować w praktyce w przyszłości? To są pieniądze podatnika i nic tu nie ma do rzeczy wykształcenie, i nie pisz o "przełomowych", bo w każdym wniosku NCBiR są bzdety typu innowacje na skalę światową, krajową itp. Gdyby tak było rzeczywiście, to beneficjenci środków z NCBiR już dawno powinni być miliarderami a nie są :(

Hansik
niedziela, 3 października 2021, 23:17

15 lat badania detonacji. 2 lata pracy nad rakietą.

Tweets Space24