Süsinikkiust komposiitmaterjalist struktuuri kasutades saab Neutron-raketist maailma esimene suuremahuline süsinikkiust komposiitmaterjalist kanderakett.
Tuginedes varasemale edukale kogemusele väikese kanderaketi „Electron“ arendamisel, on USA juhtiv kanderakettide ja kosmosesüsteemide ettevõte Rocket Lab USA välja töötanud suuremahulise kanderaketi nimega „Neutron“. Raketi kandevõime on 8 tonni ja seda saab kasutada mehitatud kosmoselendudeks, suurte satelliitide stardiks ja süvakosmoseuuringuteks. Raketi disaini, materjalide ja korduvkasutatavuse osas on saavutatud läbimurdelisi tulemusi.
„Neutron“ rakett on uut tüüpi kanderakett, millel on kõrge töökindlus, korduvkasutatavus ja madal hind. Erinevalt traditsioonilistest rakettidest arendatakse „Neutron“ raketti vastavalt klientide vajadustele. Hinnanguliselt on enam kui 80% järgmise kümne aasta jooksul orbiidile lastavatest satelliitidest satelliidikonstellatsioonid, millel on spetsiaalsed kasutuselevõtu nõuded. „Neutron“ rakett suudab just selliseid erivajadusi rahuldada. „Neutron“ kanderakett on teinud järgmised tehnoloogilised läbimurded:
1. Maailma esimene suuremahuline kanderakett, mis kasutab süsinikkiust komposiitmaterjale
„Neutron“ rakett on maailma esimene suuremahuline kanderakett, mis kasutab süsinikkiust komposiitmaterjale. Raketis kasutatakse uut ja spetsiaalset süsinikkiust komposiitmaterjali, mis on kerge, suure tugevusega ning talub stardi ja taassisenemise ajal tekkivat tohutut kuumust ja lööke, nii et esimest astet saab korduvalt kasutada. Kiire tootmise saavutamiseks toodetakse „Neutron“ raketi süsinikkiust komposiitstruktuuri automaatse kiudude paigutamise (AFP) protsessi abil, mis võimaldab mõne minutiga toota mitme meetri pikkuse süsinikkiust komposiitraketi kesta.
2. Uus baasstruktuur lihtsustab stardi- ja maandumisprotsessi
Korduvkasutatavus on sagedaste ja odavate startide võti, seega anti „Neutron“ raketile juba disaini algusest peale võimalus maanduda, taastuda ja uuesti startida. „Neutron“ raketi kuju põhjal otsustades ei lihtsusta kooniline disain ja suur, tugev alus mitte ainult raketi keerulist konstruktsiooni, vaid välistavad ka vajaduse maandumisjalgade ja mahuka stardiplatsi infrastruktuuri järele. „Neutron“ rakett ei sõltu starditornist ja saab tegevusi alustada ainult oma baasil. Pärast orbiidile jõudmist ja teise astme raketi ning selle kasuliku lasti vabastamist naaseb esimese astme rakett Maale ja teeb stardiplatsil pehme maandumise.
3. Uus voolundikontseptsioon murrab tavapärase disaini
„Neutron” raketi ainulaadne disain peegeldub ka „Hungry Hippo” (Näljane Hippo) nimelises voolujoonelises kattes. „Hungry Hippo” voolujooneline kate saab osaks raketi esimesest astmest ja on esimese astmega täielikult integreeritud; „Hungry Hippo” voolujooneline kate ei eraldu raketist ega kuku merre nagu traditsiooniline voolujooneline kate, vaid avaneb nagu jõehobu. Raketi suu avanes, et vabastada raketi teine aste ja kasulik koormus, seejärel sulgus uuesti ja naasis koos esimese astme raketiga Maale. Stardiplatvormile maanduv rakett on esimese astme rakett voolujoonelise kattega, mida saab lühikese aja jooksul integreerida teise astme raketiga ja uuesti stardi sooritada. „Hungry Hippo” voolujoonelise kate disaini kasutuselevõtt võib kiirendada stardisagedust ning kõrvaldada voolujooneliste katete ringlussevõtu kõrge hinna ja madala töökindluse merel.
4. Raketi teisel etapil on kõrge jõudlus
Tänu „Hungry Hippo“ katetele on raketi teine aste stardi ajal täielikult raketiastme ja kattega ümbritsetud. Seega on „Neutron“ raketi teine aste ajaloo kergeim teine aste. Üldiselt on raketi teine aste osa kanderaketi väliskonstruktsioonist, mis stardi ajal puutub kokku alumise atmosfääri karmi keskkonnaga. Raketiastme ja „Hungry Hippo“ katete paigaldamisega ei pea „Neutron“ raketi teine aste vastu stardikeskkonna rõhule ning see võib oluliselt vähendada kaalu, saavutades seeläbi parema kosmosejõudluse. Praegu on raketi teine aste endiselt mõeldud ühekordseks kasutamiseks.
5. Raketimootorid, mis on ehitatud töökindluse ja korduva kasutamise tagamiseks
„Neutron“ raketti hakkab käitama uus Archimedese rakettmootor. Archimedese on projekteerinud ja tootnud Rocket Lab. See on korduvkasutatav vedela hapniku/metaangaasi generaatortsükliga mootor, mis suudab pakkuda 1 meganewtoni tõukejõudu ja 320 sekundit algset eriimpulssi (ISP). „Neutron“ rakett kasutab esimeses etapis seitset Archimedese mootorit ja teises etapis ühte Archimedese mootori vaakumversiooni. „Neutron“ rakett kasutab kergeid süsinikkiust komposiitkonstruktsiooni osi ning Archimedese mootorilt pole vaja nõuda liiga suurt jõudlust ja keerukust. Suhteliselt lihtsa ja mõõduka jõudlusega mootori väljatöötamisega saab arenduse ja testimise ajakava oluliselt lühendada.
Postituse aeg: 31. detsember 2021
