จรวดลูกผสมสามารถปิดได้ด้วยการพลิกสวิตช์

จรวดลูกผสมสามารถปิดได้ด้วยการพลิกสวิตช์

สิ่งที่ทำให้เชื้อเพลิงจรวดลูกผสมไม่อยู่ในการออกแบบกระสวย รวมถึงไม่อยู่ในแผนจรวดที่บรรทุกน้ำหนักมาก คืออัตราการเผาไหม้ที่ช้าของเชื้อเพลิง และนั่นคือสิ่งที่จุดประกายความสนใจของ Karabeyoglu และ Altman ในเชื้อเพลิงของกองทัพอากาศ ด้วยเหตุผลบางอย่าง มันเผาไหม้ได้เร็วกว่าเชื้อเพลิงไฮบริดอื่นๆ ถึงสามเท่าการเผาไหม้ที่ดีขึ้น

หลังจากเรียนรู้เกี่ยวกับเชื้อเพลิงของกองทัพอากาศ

ในการประชุมการขับเคลื่อน Karabeyoglu และ Altman เริ่มค้นหาคำอธิบายเกี่ยวกับอัตราเร่งของการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง

ปรากฎว่าคำตอบอยู่ในห้องสมุด หลังจากค้นหาวรรณกรรมเกี่ยวกับเคมีและฟิสิกส์อย่างมากมาย ในที่สุด Karabeyoglu ก็สืบหาสาเหตุของอัตราการเผาไหม้อย่างรวดเร็วถึงคุณสมบัติของฟิล์มเหลวบาง ๆ ซึ่งได้รับการรายงานครั้งแรกในปี 1966 จากสิ่งที่เขารวบรวมได้ Karabeyoglu สันนิษฐานว่าความหนา 100 ไมโครเมตร ชั้นของเพนเทนเหลวก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของเพนเทนที่เป็นของแข็งของเชื้อเพลิงกองทัพอากาศในขณะที่เชื้อเพลิงกำลังเผาไหม้ ในขณะเดียวกัน เขาตั้งทฤษฎีว่า ไอออกซิเจนที่พัดผ่านชั้นบางๆ นี้ทำให้เกิดละอองเพนเทนเล็กๆ พื้นที่ผิวโดยรวมขนาดใหญ่ของหยดเหล่านี้ทำให้เชื้อเพลิงเผาไหม้อย่างรวดเร็วเป็นพิเศษ

ความพร้อมใช้งานของเชื้อเพลิงไฮบริดที่เผาไหม้เร็วถือเป็นข่าวดี แต่เชื้อเพลิงก็ยังมีข้อเสียเปรียบอยู่มาก เพนเทนจะต้องใช้ระบบทำความเย็นที่สามารถรักษาเพนเทนไว้ที่อุณหภูมิเกือบ 200 องศาเซลเซียสต่ำกว่าจุดเยือกแข็งของน้ำ

“คุณคงไม่อยากเอาจรวดไปแช่เย็นก่อนปล่อย” แคนท์เวลล์กล่าว “มันใช้ไม่ได้จริง”

เมื่อ Karabeyoglu ค้นพบว่าทำไมเพนเทนในเชื้อเพลิงของกองทัพอากาศจึงเผาไหม้อย่างรวดเร็ว เขาและเพื่อนร่วมงานจึงสงสัยว่าพวกเขาสามารถหาวัสดุที่เกี่ยวข้องที่เผาไหม้ได้เร็วแต่เป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้องได้หรือไม่

เชื้อเพลิงชนิดใหม่นี้จำเป็นต้องมีความหนืดและแรงตึงผิวที่เหมาะสมเพื่อสร้างฟิล์มของเหลวบาง ๆ ที่ไม่เสถียรบนพื้นผิว ซึ่งจะทำให้ละอองเชื้อเพลิงเกิดสนิมเมื่อออกซิเจนหรือตัวออกซิไดเซอร์อื่น ๆ พัดผ่าน วัสดุที่สามารถผ่านเกณฑ์ทั้งหมดเหล่านี้กลายเป็นพาราฟินหรือขี้ผึ้งที่แข็งแรงทางกลไก เช่นเดียวกับเพนเทน พาราฟินเป็นโมเลกุลของอัลเคน-ไฮโดรคาร์บอนที่มีอะตอมของไฮโดรเจนมากที่สุดเท่าที่กระดูกสันหลังของโมเลกุลจะสามารถรองรับได้ สำหรับนักเคมีแล้ว พวกมันเรียกว่าไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวเต็มที่ เพนเทนมีคาร์บอน 5 อะตอมและไฮโดรเจน 12 อะตอม พาราฟินแบบอ่อนที่มีความคงตัวเหมือนวาสลีนมีอะตอมของคาร์บอนประมาณ 15 ถึง 20 อะตอม และพาราฟินที่แข็งกว่าจะมีคาร์บอนประมาณ 25 ถึง 30 อะตอม

ขี้ผึ้งที่นักวิทยาศาสตร์ของ Stanford เลือกนั้นไม่ใช่แว็กซ์เทียนบนโต๊ะอาหารอย่างแน่นอน แต่ก็ค่อนข้างใกล้เคียง ประกอบด้วยคาร์บอนแบล็กเล็กน้อย ซึ่งเป็นเขม่าละเอียด เพื่อป้องกันรังสีจากความร้อนและทำให้วัสดุด้านในนิ่มลง นอกจากนี้ยังมีสารเติมแต่งอื่นๆ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์จะไม่เปิดเผย เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางโครงสร้างของวัสดุ บุคคลสามารถเก็บขี้ผึ้ง แกะสลัก และหลอมได้ และไม่มีความเสี่ยงต่อการระเบิดหรือไฟไหม้ ซึ่งแตกต่างจากเชื้อเพลิงจรวดที่เป็นของเหลวหรือของแข็ง ในความเป็นจริง นักวิจัยได้จัดส่งวัสดุโดย FedEx

Cantwell ตั้งข้อสังเกตว่าวิทยาศาสตร์จรวดเคยพิจารณาขี้ผึ้งมาก่อน California Rocket Society เปิดตัวจรวดขนาดเล็กที่มีเชื้อเพลิงขี้ผึ้งสังเคราะห์ในปี 1938 ไม่มีการกล่าวถึงสิ่งที่เกิดขึ้น แต่ “อาจไม่ได้ผล” เขากล่าว

Cantwell สงสัยว่าแว็กซ์ที่ใช้แล้วจะนิ่มลงและเผาไหม้ได้ไม่ดี

หกสิบห้าปีต่อมา เรื่องราวเชื้อเพลิงขี้ผึ้งอาจจบลงด้วยความหวังมากขึ้น ด้วยมอเตอร์ขนาดเล็กบนม้านั่งในห้องปฏิบัติการในชั้นใต้ดินที่ Stanford, Karabeyoglu, Cantwell และ Altman ได้ทำการทดสอบมากกว่า 200 ครั้งกับเชื้อเพลิงแว็กซ์ของพวกเขาโดยมีก๊าซออกซิเจนเป็นตัวออกซิไดเซอร์ ในการทำเช่นนั้น พวกเขาได้เพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้ของแว็กซ์อุณหภูมิห้องเพื่อให้เผาไหม้ได้เร็วพอๆ กับเพนเทนไฮบริดแช่แข็ง

Credit : แทงบอล ufabet