روكيت موتور تو

RocketMotorTwo ( RM2 ) [ 1 ] هي عائلة من محركات الصواريخ الهجينة التي تم تطويرها من أجل المركبة الفضائية شبه المدارية Scaled Composites SpaceShipTwo .

طُوِّرَ الجيل الأول من المحرك بواسطة شركة سييرا نيفادا (SNC) [ 2 ] ، من أواخر العقد الأول من الألفية الثانية وحتى مايو 2014. وقد أُشغِّلَ لأول مرة أثناء الطيران خلال إطلاق تجريبي لمركبة سبيس شيب تو في أبريل 2013. [ 3 ] [ 4 ] ثم استُخدِمَ تصميم هذا المحرك في رحلتين تجريبيتين إضافيتين فقط خلال عامي 2013 ويناير 2014. [ 5 ] وكانت شركة سييرا نيفادا متعاقدة من الباطن مع شركة سكيلد كومبوزيتس حتى مايو 2014، حين انتهى انخراطها في البرنامج بعد أن قررت شركة فيرجن غالاكتيك استبدال نسخة سييرا نيفادا من محرك روكيت موتور تو، الذي يعمل بوقود مطاطي من نوع HTPB ، بمحرك هجين خاص بها طُوِّرَ داخليًا لمركبة سبيس شيب تو. [ 5 ]

يُعدّ محرك RocketMotorTwo من الجيل الثاني نسخةً مُعدّلة من التصميم الأساسي السابق لشركة SNC. وقد خضع لتجربة استخدام وقود بلاستيكي من البولي أميد ومؤكسد أكسيد النيتروز في عام 2014، [ 6 ] ولكنه عاد إلى استخدام وقوده الأصلي من البولي بوتادين المُنهى بمجموعة هيدروكسيل (HTPB) ومؤكسد أكسيد النيتروز السائل في عام 2015. [ 7 ] ويتم تصنيع محرك الجيل الثاني الآن داخليًا بواسطة شركة فيرجن غالاكتيك بدلاً من شركة SNC.

وصف

يُعدّ محرك RocketMotorTwo محركًا صاروخيًا هجينًا يستخدم وقودًا صلبًا من البولي بوتادين المُنهى بمجموعة هيدروكسيل (HTPB) ومؤكسدًا سائلًا من أكسيد النيتروز - ويُشار إليه أحيانًا باسم محرك N₂O / HTPB [ 8 ] [ 9 ] - ويُوفر قوة دفع تبلغ 70,000 رطل (310 كيلو نيوتن) . [ 10 ] ويستفيد تصميمه من الدروس المستفادة خلال تطوير محرك SpaceShipOne الصاروخي الهجين. [ 11 ] 

خلفية

اعتبارًا من مارس 2013 أجرت شركة سييرا نيفادا أكثر من 300 اختبار إطلاق صاروخي هجين. كما طورت الشركة محرك الصاروخ لأول مركبة فضائية خاصة تصل إلى الفضاء، وهي سبيس شيب ون ، التي فازت بجائزة أنصاري إكس برايز عام 2004. وتعمل سييرا نيفادا حاليًا على تطوير محرك هجين مماثل، وهو محرك دريم تشيسر الصاروخي . [ 12 ]

تاريخ

في 26 يوليو/تموز 2007، وخلال المرحلة التجريبية الأولى لأنظمة المركبة الفرعية، وقع انفجار أثناء اختبار تدفق الوقود الذي أجرته شركة "سكيلد كومبوزيتس" في مطار موهافي الجوي والفضائي . تضمن الاختبار ملء خزان المؤكسد بـ 4500 كيلوغرام (9900 رطل) من أكسيد النيتروز ، تلاه اختبار حقن بارد لمدة 15 ثانية. لم يُشعل الاختبار المحرك، ولم يُستخدم أي وقود صاروخي صلب. لقي ثلاثة من موظفي "سكيلد" مصرعهم وأصيب ثلاثة آخرون، اثنان منهم بإصابات خطيرة وواحد بإصابات بالغة، جراء شظايا متطايرة عندما اشتعل مؤكسد أكسيد النيتروز تلقائيًا وانفجر (تفكك إلى جزيء نيتروجين وأكسجين، مُطلقًا طاقة). [ 13 ] [ 14 ]  

محرك الجيل الأول

اختبارات إطلاق النار الساخن على الأرض

أجرت شركة سكيلد كومبوزيتس سلسلة من اختبارات الإطلاق التجريبي للصواريخ المصغرة بين يونيو 2005 وأبريل 2009، قبل اختيار تصميم محرك صاروخي بالحجم الكامل. [ 15 ] وذكرت تقارير إخبارية في أوائل عام 2009 أن اختبارات الإطلاق التجريبي قد "اكتملت"، وأن شركة سبيس ديف (التي استحوذت عليها لاحقًا شركة سييرا نيفادا ) قد تعاقدت مع سكيلد كومبوزيتس لمساعدتها في تطوير SS2. [ 16 ]

بحلول ديسمبر 2011، أُجريت 21 تجربة إطلاق نار كاملة النطاق على أرض الواقع باستخدام محرك الصاروخ الثاني. [ 15 ] [ 17 ] [ 18 ] وفي 20 يونيو 2012، أُجري بنجاح أول اختبار إطلاق نار تحت سيطرة وحدة التحكم الخاصة بمحرك الصاروخ (RMC) التابعة لمركبة الفضاء الثانية. [ 15 ]

تأخيرات مطولة في اختبارات الطيران

على الرغم من التصريحات التي صدرت في أوائل عام 2009 بأن اختبار الطيران لـ RocketMotorTwo كان مخططًا له في وقت لاحق من عام 2009، [ 16 ] لم يتم إجراء أي اختبارات طيران في عام 2009 أو 2010 أو 2011، وتم إجراء اختبارات الطيران الانزلاقي فقط - مع تركيب المحرك في SS2 - في عام 2012.

في يوليو 2012، أعلنت شركة فيرجن غالاكتيك ، المالكة لمركبة VSS Enterprise - أول مركبة فضائية من طراز SpaceShipTwo تم بناؤها - أن صاروخ RocketMotorTwo مؤهل تمامًا للطيران بمحرك، وأن برنامج الاختبار الأرضي قد اكتمل بشكل كبير. [ 19 ] أجرت SpaceShipTwo أول رحلة تجريبية انزلاقية لها بعد تركيب المحرك بالكامل في ديسمبر 2012. [ 20 ] استمرت اختبارات الصاروخ الأرضية الإضافية حتى مارس 2013 بينما كانت الشركة تستعد لرحلات تجريبية بمحرك. [ 21 ]

أجرت مركبة VSS Enterprise أول رحلة تجريبية لها بمحرك في 29 أبريل 2013، [ 3 ] مسجلةً بذلك أول اختبار طيران لمحرك RocketMotorTwo. استمر الاختبار 16 ثانية كما هو مخطط له، وتم إشعاله على ارتفاع 14,000 متر (47,000 قدم) ، بعد وقت قصير من انفصال Enterprise عن طائرتها الحاملة WhiteKnightTwo، وبعد أن قام الطياران بمراجعة البيانات والتأكد من استقرار التحكم. فتح نظام التحكم RM2 صمام المؤكسد الرئيسي وأشعل شعلات الوقود داخل خزان الوقود. اكتمل الاحتراق على ارتفاع 17,000 متر (55,000 قدم) ، حيث كانت Enterprise تتجاوز سرعة الصوت ، محققةً سرعة 1.2 ماخ (1,300 كم/ساعة؛ 790 ميل/ساعة) . صرحت شركة SNC بعد الاختبار بأن "إشعال محرك الصاروخ سار كما هو مخطط له، مع مدة الاحتراق المتوقعة، وأداء جيد للمحرك." [ 4 ]     

تغيير المحرك عام 2014

في مايو 2014، أعلنت شركة فيرجن غالاكتيك عن تغيير في المحرك الهجين الذي سيتم استخدامه في مركبة سبيس شيب تو، وقامت بتطويره داخليًا، منهيةً العقد مع شركة سييرا نيفادا وموقفةً جميع أعمال التطوير على محرك الصاروخ من الجيل الأول . [ 5 ]

محرك من الجيل الثاني

أُنجزت أعمال الهندسة والتطوير للجيل الثاني من المحرك داخليًا بواسطة شركة فيرجن غالاكتيك. بدأ العمل على التركيبة الجديدة للمحرك الهجين في عام 2013، وبحلول مايو 2014 - عندما انتهت مشاركة شركة SNC في نظام دفع SS2 باستخدام محرك الصاروخ من الجيل الأول - كانت تركيبة المحرك الجديدة قد أكملت بالفعل عمليات احتراق كاملة المدة لأكثر من 60 ثانية في اختبارات أرضية على منصة اختبار المحركات. [ 22 ]

تركيبة وقود جديدة

بدلاً من استخدام مادة HTPB المطاطية في الجزء الصلب من محرك الصاروخ الهجين - والتي عانت من مشاكل خطيرة في استقرار المحرك عند عمليات إطلاق النار التي تزيد مدتها عن 20 ثانية تقريبًا مع محرك الجيل الأول - سيستخدم محرك الصاروخ الهجين SS2، الذي طورته شركة فيرجن غالاكتيك، مادة البولي أميد الحراري (أي النايلون ) كمكون وقود صلب للوقود. ومن المتوقع أن يحقق الوقود البلاستيكي أداءً أفضل (وفقًا لعدة معايير غير محددة) وأن يسمح لمركبة سبيس شيب تو بالتحليق إلى ارتفاعات أعلى. [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]

تطلّب تصميم محرك الجيل الثاني أيضًا تعديل هيكل المركبة الفضائية SS2 لإضافة خزانات إضافية في أجنحة المركبة الفضائية SpaceShipTwo - أحدهما يحتوي على غاز الميثان والآخر يحتوي على غاز الهيليوم - وذلك لضمان احتراق المحرك الجديد بشكل صحيح. [ 25 ]

نظام الاختبار الأرضي

على الرغم من أن شركة فيرجن غالاكتيك قد أجرت عدداً من الاختبارات الأرضية على المحرك الجديد بحلول مايو 2014، فقد ذُكر حينها أنه كان من المتوقع إجراء أربعة اختبارات أرضية إضافية للمحرك الذي يعمل بوقود البولي أميد قبل استئناف اختبارات طيران مركبة سبيس شيب تو باستخدام محرك الصاروخ الجديد الذي يعمل بالوقود. [ 24 ]

عطل في اختبار الطيران PF04

في 31 أكتوبر 2014، استُخدمت تركيبة وقود محرك البولياميد الجديدة لأول مرة في رحلة تجريبية رقم 4 (PF04) لمركبة سبيس شيب تو. في تمام الساعة 10:12  صباحًا بتوقيت المحيط الهادئ، تعرّضت المركبة الفضائية إنتربرايز لعطل، ما أدى إلى تفككها أثناء الطيران. أسفر الحادث عن وفاة أحد الطيارين التجريبيين وإصابة الطيار الآخر بإصابة خطيرة في الكتف [ 26 ] ، بالإضافة إلى خسارة المركبة بالكامل. [ 27 ] [ 28 ]

كشف تحقيق الحادث أن "خزانات وقود المركبة ومحركها قد تم انتشالها سليمة، مما يشير إلى عدم وقوع انفجار... ولا توجد أي علامات على احتراق أو اختراق". [ 26 ] وفي حين أن المجلس الوطني لسلامة النقل (NTSB) التابع للحكومة الأمريكية ، والذي يقود التحقيق، لم يصدر سوى "بيانات حقائق"، فقد صرحت الصحفية المتخصصة في شؤون الفضاء، إيرين كلوتز، بشكل أكثر وضوحًا بأن "محرك الصاروخ الهجين للمركبة الفضائية الثانية - الذي كان يطير... بنوع جديد من الوقود - لم يكن هو سبب التحطم المميت". [ 26 ] وقد عزا التقرير النهائي للمجلس الوطني لسلامة النقل السبب إلى 1) خطأ الطيار، و2) عدم كفاية تصميم قمرة القيادة والإجراءات، مما أدى إلى جعل موقف شديد التوتر أكثر خطورة على الطيار مما ينبغي. [ 29 ]

إنتاج

تم إنتاج محرك الصاروخ الهجين HTPB ونظام صمام المؤكسد الخاص به في مصنع شركة SNC في باواي، كاليفورنيا، بالتعاون مع شركة Scaled Composites. في عام 2013، أفيد أن مصنع باواي كان "ينتج حاليًا محركات لكل من مركبة SpaceShipTwo ومركبة Dream Chaser المدارية المأهولة التابعة لشركة SNC". [ 4 ] أغلقت شركة SNC مصنع باواي في أواخر عام 2014.

يُعدّ محرك الصاروخ الهجين المصنوع من البولي أميد نسخةً مُعدّلة من محرك البولي بوتادين، مع اختلاف في ترتيب صمام المؤكسد. يبقى معظم المحرك كما هو، باستثناء استبدال خرطوشة الوقود المطاطية بوقود بلاستيكي. [ 27 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. روب كوبينجر (2009). "نجاح اختبار محرك الصاروخ لمركبة سبيس شيب تو التابعة لشركة فيرجن غالاكتيك" . فلايت إنترناشونال . فلايت غلوبال.
  2. ليونارد ديفيد. "فيرجن غالاكتيك تتحدى حدود المركبات الفضائية الخاصة في رحلات تجريبية" . Space.com. 10 يونيو 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مايو 2013.
  3. ١ ٢ "إشعال محرك مركبة الفضاء التابعة لشركة فيرجن غالاكتيك للسير ريتشارد برانسون أثناء الطيران" . بي بي سي. ٢٩ أبريل ٢٠١٣. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٩ أبريل ٢٠١٣ .
  4. 1 2 3 ميسييه، دوغ (29 أبريل 2013). "إس إن سي: أجل، أشعلنا تلك الشمعة ونجحت يا عزيزي!" . بارابوليك آرك . مؤرشف من الأصل في 15 مايو 2013. تم الاسترجاع في 19 مايو 2013 .
  5. بيان شركة سييرا نيفادا (SNC) ردًا على الاستفسارات المتعلقة بحادثة مركبة فيرجن غالاكتيك سبيس شيب تو بتاريخ 31 أكتوبر 2014. بيان صحفي صادر عن شركة سييرا نيفادا. 31 أكتوبر 2014. مؤرشف من الأصل بتاريخ 1 نوفمبر 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 نوفمبر 2014 .
  6. دوغ ميسييه (24 مايو 2014). "فيرجن غالاكتيك تُشيد بإنجاز صاروخ موتور تو" . بارابوليك آرك.
  7. جيف فوست (14 أكتوبر 2015). "مركبة سبيس شيب تو تعود إلى استخدام الوقود المطاطي" . سبيس نيوز.
  8. "أنظمة الدفع: متعددة الاحتراق، صديقة للبيئة ومنخفضة التكلفة" (ملف PDF) . سييرا نيفادا. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 23 مارس 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 مارس 2013 .
  9. "صاروخ هجين آمن" . نظرة عامة - السلامة . فيرجن غالاكتيك. 2013. مؤرشف من الأصل في 4 مارس 2013. تم الاطلاع عليه في 8 مارس 2013 .
  10. "عرض تقديمي للمستثمرين في شركة فيرجن جالاكتيك، الصفحة 32" (ملف PDF) . virgingalactic.com. 29 سبتمبر 2019. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 28 أكتوبر 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 نوفمبر 2019 .
  11. "المركبة الفضائية سبيس شيب تو تُجري أول رحلة صاروخية" . Spaceflight101.com. 29 أبريل 2013. مؤرشف من الأصل في 24 مايو 2014. تم الاطلاع عليه في 19 مايو 2013 .
  12. "أنظمة الدفع" . شركة سييرا نيفادا. مؤرشف من الأصل بتاريخ 14 يناير 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 ديسمبر 2012 .
  13. عبد الله، تامي وسيلفرشتاين، ستيوارت (27 يوليو 2007). "انفجار في موقع اختبار يودي بحياة ثلاثة أشخاص" . صحيفة لوس أنجلوس تايمز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 يوليو 2007.
  14. الطبيعة غير المألوفة لانفجار المواد المركبة المصغرة
  15. 1 2 3 "ملخصات اختبارات الإطلاق الساخن لمحرك الصاروخ روكيت موتور تو" . Scaled.com. 9 أغسطس 2012. مؤرشف من الأصل في 26 أبريل 2012. تم الاطلاع عليه في 10 ديسمبر 2012 .
  16. 1 2 روب كوبينجر (22 يناير 2009). "نجاح اختبار محرك صاروخ سبيس شيب تو التابع لشركة فيرجن غالاكتيك" . فلايت إنترناشونال . فلايت غلوبال . تاريخ الاسترجاع: 2 نوفمبر 2014 .
  17. ليندسي، كلارك (20 ديسمبر 2012). "اختبارات محرك صاروخ سبيس شيب تو في نوفمبر وديسمبر" . نيو سبيس ووتش . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 ديسمبر 2012 .
  18. «أكملت شركة فيرجن غالاكتيك بنجاح اختبار الطيران الانزلاقي لمركبة سبيس شيب تو وإطلاق محرك الصاروخ في نفس اليوم». مؤرشف بتاريخ 28 يوليو 2020 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine ). SpaceRef.com. 28 يونيو 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 مايو 2013.
  19. روديك، غراهام (11 يوليو 2012). "معرض فارنبورو الجوي: سفينة برانسون الفضائية التابعة لشركة فيرجن غالاكتيك في أول ظهور لها في المملكة المتحدة" . صحيفة التلغراف . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 يوليو 2012 .
  20. "المركبة الفضائية الثانية تُجهز محركها" . إن بي سي. 20 ديسمبر 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 ديسمبر 2012 .
  21. ريتشارد برانسون (5 مارس 2013). "هذا ليس خيالًا علميًا" . Virgin.com. مؤرشف من الأصل في 7 مارس 2013. تم الاطلاع عليه في 5 مارس 2013 .
  22. 1 2 بويل، آلان (23 مايو 2014). "فيرجن غالاكتيك تُجري تغييرًا في محرك صاروخ سبيس شيب تو" . أخبار إن بي سي . تم الاسترجاع في 24 مايو 2014 .
  23. فوست، جيف (24 مايو 2014). "فيرجن غالاكتيك تُغيّر أنواع الوقود استعدادًا لجولتها القادمة من الرحلات التجريبية" . مجلة الفضاء الجديد . تاريخ الاسترجاع: 25 مايو 2014 .
  24. 1 2 "وقود جديد لتعزيز مركبة الفضاء الثانية" . أسبوع الطيران . 24-05-2014 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27-05-2014 .{{cite news}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  25. ميسييه، دوغ (30 يونيو 2014). "طائرة وايت نايت تو في الجو فوق موهافي اليوم" . بارابوليك آرك . تم الاسترجاع في 2 نوفمبر 2014 .
  26. 1 2 3 كلوتز، إيرين (2014-11-03). "محرك صاروخ سبيس شيب تو لم يتسبب في حادث تحطم مميت" . ديسكفري نيوز . مؤرشف من الأصل في 2014-12-16 . تم الاسترجاع في 2014-11-03 .
  27. مؤتمر صحفي لميناء موهافي الجوي والفضائي، 31 أكتوبر 2014، الساعة 2:00 مساءً بتوقيت المحيط الهادئ الصيفي - بمشاركة: الميناء الفضائي، إدارة الشرطة، إدارة إطفاء المقاطعة، شركة سكيلد كومبوزيتس، وشركة فيرجن غالاكتيك 
  28. رالف إليس؛ تشيلسي ج. كارتر؛ جيسون حنا؛ براد بيشانيك (1 نوفمبر 2014). "حادثة المركبة الفضائية تُثير تحقيقًا" . أخبار WIBW 13 كانساس. مؤرشف من الأصل في 2 نوفمبر 2014. تم الاطلاع عليه في 2 نوفمبر 2014 .
  29. «تقرير حادثة طيران: تفكك المركبة الفضائية Scaled Composites SpaceShipTwo، N339SS، أثناء رحلة تجريبية بالقرب من بحيرة كوهن الجافة، كاليفورنيا، 31 أكتوبر 2014» (ملف PDF) . المجلس الوطني لسلامة النقل. 28 يوليو 2015. تاريخ الاطلاع: 20 نوفمبر 2022 .