Vista superior do EZ-Rocket. Veja mais fotos do EZ-Rocket. Foto cedida pela XCOR Aerospace Ir para o espaço é caro - cerca de US $ 10, 000 por libra, na verdade. Então, até recentemente, apenas os governos podiam se dar ao luxo de ir para o espaço. Mas em 2004, a espaçonave comercial SpaceShipOne fez dois voos suborbitais para o espaço sideral, ganhando o Ansari X Prize de $ 10 milhões. A SpaceShipOne caiu de um avião entre cerca de 46, 000 a 48, 000 pés, acendeu seu motor de foguete, viajou para 150, 000 pés, reentrou na atmosfera da Terra e planou até pousar. Mas pode uma espaçonave comercial decolar sozinha do solo, viajar para o espaço sideral e pousar novamente em uma pista? Esse é o objetivo do XCOR Aerospace, e começa com o EZ-Rocket.
Neste artigo, aprenderemos sobre a tecnologia por trás do EZ-Rocket e veremos como a XCOR planeja expandir essa tecnologia no futuro.
O EZ-Rocket é o primeiro foguete de construção privada, e serve como uma plataforma de teste para novas tecnologias. A XCOR Aerospace projetou o EZ-Rocket, que eles modificaram do avião Long-EZ de Bert Rutan. O Long-EZ é um kit caseiro fabricado pela Rutan's Aircraft Factory. É uma asa fixa aeronave canard , o que significa que sua cauda está à frente de suas asas, em vez de atrás delas. Isso dá ao avião boas características de deslizamento, tornando-o ideal para um avião-foguete.
Um Rutan Long-EZ 160 com sua cauda à frente do piloto Foto de domínio público por Adrian Pingstone As modificações do EZ-Rocket incluíram o seguinte:
Componentes principais do EZ-Rocket Foto cedida pela XCOR Aerospace Rutan adicionou o tanque de combustível externo porque os tanques Long-EZ originais não foram projetados para conter álcool ou suportar alta pressão. Ele acrescentou os tanques de oxigênio porque os motores de foguete devem carregar seu próprio suprimento de oxigênio (os motores de avião obtêm o oxigênio da atmosfera).
Motores EZ-Rocket e tanques de oxigênio Foto cedida pela XCOR Aerospace Cada motor de foguete do EZ-Rocket produz 400 libras de empuxo, ou força (cada Motor principal do ônibus espacial , ou SSME, produz cerca de 375, 000 libras de empuxo). Os motores de foguetes não precisam produzir a enorme quantidade de força que o ônibus espacial produz, porque eles não precisam levantar tanta massa quanto o ônibus espacial. Como os motores do ônibus espacial, Os motores do EZ-Rocket são resfriado regenerativamente . Isso significa que o combustível líquido frio é bombeado ao redor das câmaras de combustão para remover o excesso de calor e evitar que derretam. O EZ-Rocket carrega combustível suficiente para apenas 3,5 minutos de tempo de queima do foguete.
Veremos exatamente como o EZ-Rocket funciona a seguir.
O Combustível e o OxidanteA escolha de oxigênio líquido e álcool (ou LOX / álcool) como oxidante e combustível para o EZ-Rocket tem várias vantagens. Tem um impulso específico de 250 a 270 segundos (o impulso específico é a unidade de empuxo por unidade de propelente consumida ao longo do tempo). Em contraste, a combinação de hidrogênio líquido / oxigênio líquido do ônibus espacial tem um impulso específico de 453 segundos. Quanto maior o tempo de impulso, quanto mais eficiente o combustível e mais rápido o foguete pode ir. Além disso, esse tipo de motor não precisa de resfriamento criogênico extensivo para combustível e oxidante. Isso torna o armazenamento e reabastecimento do EZ-Rocket mais rápido e eficiente.
O foguete EZ na decolagem Foto cedida pela XCOR Aerospace Quando o piloto (geralmente irmão de Bert Rutan, Dick) inicia o EZ-Rocket, o álcool flui sob pressão do tanque de combustível para o motor do foguete. Uma bomba de pistão bombeia o oxigênio líquido para o motor. O XCOR teve que projetar uma bomba exclusiva porque as bombas turbo usadas em outros motores de foguete são muito grandes. Em seguida, um ignitor elétrico acende o combustível e o oxidante. A combustão começa. e os gases quentes deixam o bocal do foguete pela parte de trás, gerando o impulso. Com os dois motores funcionando (gerando 800 libras de empuxo), leva 20 segundos e 1650 pés (500 metros) de pista para decolar.
O foguete EZ decola, moscas, e pousa como um avião convencional, com algumas exceções:
Em um teste, o piloto realizou um a manobra de toque e vai - ele pousou na pista sem energia, rolou várias centenas de pés, reacendeu o motor do foguete e decolou novamente. O EZ-Rocket realizou com sucesso 15 voos e uma série de testes, incluindo manobras de toque e arranca e uma manobra de abortar em voo. Ele também demonstrou suas habilidades em shows aéreos, incluindo a Exposição de Corridas de Foguetes da X-Cup de 2005 no Novo México.
Um teste de fogo do motor LOX / álcool do EZ-Rocket. A série de anéis na pluma são diamantes de choque, ou discos Mach, que ocorrem quando a pressão da pluma de exaustão é inferior à pressão atmosférica. Foto cedida pela XCOR Aerospace Enquanto o EZ-Rocket foi construído na fuselagem Long-EZ, nunca foi planejado para uso pessoal - apenas como uma base de teste para novas tecnologias. Mas, como qualquer aeronave ou nave espacial, deve haver recursos de segurança integrados para atender às necessidades de emergência mais frequentes, como incêndio no motor ou falha do motor. O EZ-Rocket tem um sensor de incêndio ultravioleta no compartimento do motor conectado ao painel de instrumentos, que alerta o piloto sobre qualquer incêndio no motor. Duas grandes garrafas de hélio pressurizado na baía são usadas como extintores de incêndio quando o piloto aciona um interruptor no painel de instrumentos. Cada motor tem seus próprios sistemas de controle e pode ser ligado e desligado independentemente (o EZ-Rocket pode subir em um motor). Cada motor também tem um escudo anti-explosão feito de Kevlar e um sensor de queima que avisa o piloto quando o combustível acaba.
Se necessário, o piloto pode despressurizar ambos os tanques de combustível e liberar o álcool e / ou o oxigênio líquido para a atmosfera. Ele também pode desligar o combustível de ambos os motores se houver um incêndio ou se um dos motores não desligar. As válvulas principais e o dispositivo de ignição estão ligados para evitar que os gases se acumulem na câmara de combustão e se inflamem inadvertidamente, e as válvulas do propulsor estão ligadas entre si para coordenar o tempo da válvula. O velame pode abrir rapidamente e o piloto tem um pára-quedas caso tenha que sair do EZ-Rocket.
O XCOR testou com sucesso muitos desses recursos de segurança na manobra de aborto em vôo. Agora, a empresa está aproveitando o sucesso do EZ-Rocket com dois novos projetos. Aprenderemos sobre isso na próxima seção.
Um pôster para a Leading Edge Rocket Racing, a primeira equipe da Rocket Racing League Imagem cedida por Rocket Racing League O EZ-Rocket fez seus últimos voos testando novas tecnologias de avião-foguete. A XCOR Aerospace está agora avançando para dois novos projetos:o desenvolvimento de pilotos de foguetes e uma espaçonave suborbital.
Dr. Peter Diamandis, fundador do Ansari X-Prize, estabeleceu o Rocket Racing League (RRL) com Granger Whitelaw, duas vezes campeão das 500 milhas de Indianápolis. Diamandis e Whitelaw vislumbram uma ampla cobertura televisiva e grande afluência de audiência como a da NASCAR. Os Rocket Racers correrão em todo o mundo em eventos independentes, em 5.000 pés de altura, pista de duas milhas de comprimento. Os torcedores vão assistir os aviões voar em um percurso virtual criado pela Sportvision (a mesma empresa que criou a linha "1ª e 10ª" nos campos de futebol). A temporada culminará em uma corrida pelo campeonato por US $ 2 milhões na X Prize Cup, um evento anual realizado em Las Cruces, Novo México.
A Rocket Racing League vai estimular o desenvolvimento de novas tecnologias de empresas privadas e inspirar novas gerações de cientistas de foguetes. Demonstrações de teste de corrida de foguetes foram realizadas na X-Prize Cup de 2005. Em janeiro de 2006, a Rocket Racing League anunciou um concurso para os fãs nomearem o primeiro Mark-1 X-Racer. O prêmio inclui um passe VIP de um ano para todos os eventos da Rocket Racing League. O vencedor será anunciado em outubro de 2006, quando o Mark-1 X-Racer é revelado ao público pela primeira vez.
Renderização artística de um local da Rocket Racing League Imagem cedida por Rocket Racing League 
O veículo de desenvolvimento Mark-1 X-Racer Foto cedida por Rocket Racing League O próximo projeto da XCOR Aerospace é a criação de um plano espacial suborbital, Xerus. Eles identificaram três mercados que poderiam se beneficiar de um preço acessível, veículo de lançamento reutilizável:
Renderização artística do Xerus Imagem cedida por XCOR Aerospace O Xerus usará vários motores principais para atingir uma altitude de 100 milhas (cerca de 65 km), então desça a 130 milhas (cerca de 100 km). Ele alcançará uma velocidade máxima de Mach 4, cerca de 10 vezes mais rápido que o EZ-Rocket, e vai decolar e pousar como um avião convencional. Uma vez fora da atmosfera, a nave usará propulsores de foguete de 50 lb para manobrar (controles de atitude). O Xerus usará tecnologia de foguete a combustível líquido como a desenvolvida e testada no EZ-Rocket. Também usará bombas de pistão para o combustível e o oxidante (a EZ-Rocket usa apenas uma para o oxidante). A XCOR está desenvolvendo essa tecnologia para a NASA e o Departamento de Defesa.
Renderização artística do Xerus lançando uma pequena carga útil Foto cedida pela XCOR Aerospace Assim que o XCOR terminar o design do Xerus, planeja um programa de 20 voos de teste.
Para mais informações sobre o foguete EZ, a Rocket Racing League, Xerus e tópicos relacionados, confira os links na próxima página.
Aviões de foguete anterioresOs alemães desenvolveram aviões-foguete - o Lippisch Ente e o Messerschmitt Me 163 Bs e Cs - junto com motores a jato durante a Segunda Guerra Mundial. Esses aviões alcançaram velocidades de 600 milhas por hora (966 km / h), apenas abaixo da velocidade do som. A União Soviética também fez experiências com aviões-foguete, e os japoneses até desenvolveram um bombardeiro Kamikaze movido a foguete.
Após a Segunda Guerra Mundial, aviões-foguete foram usados experimentalmente para testar o desempenho de aeronaves em velocidades hipersônicas. Em 14 de outubro, 1947, Chuck Yeager foi o primeiro a quebrar a barreira do som no foguete Bell X-1.
Talvez o avião-foguete mais famoso tenha sido o X-15 da NASA. O X-15 foi construído para pesquisar a aerodinâmica, estabilidade, Controles de vôo, aquecimento, e efeitos fisiológicos de alta velocidade, vôo de alta altitude. Fez 199 voos entre junho de 1959 e outubro de 1968 e definiu a altitude (354, 200 pés, ou 67 milhas) e velocidade (4520 mph, ou Mach 6.7) registros para pilotado, vôo hipersônico. As informações do programa foram úteis no desenvolvimento do Mercury, Gêmeos, Programas Apollo e Space Shuttle.
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Fontes
Graças a Charles Scott Williams por sua ajuda com este artigo.
