A Alemanha ordenou o desenvolvimento de motores de foguete de cunha – eles são necessários para aviões espaciais

“É relatado que as autoridades alemãs assinaram um contrato para desenvolver um motor de foguete de cunha (motor aerospike). O dinheiro foi recebido pela startup aeroespacial Polaris Raumflugzeuge. A empresa se compromete a levar o assunto à produção de um full- protótipo em escala do motor e um avião espacial baseado nele.”

Fonte da imagem: Polaris Raumflugzeuge

O pedido foi feito pelo Escritório Federal de Equipamentos, Tecnologia da Informação e Suporte da Bundeswehr (BAAINBw). De certa forma, esta é uma medida forçada. Motores tradicionais com bicos em forma de sino quase esgotaram suas capacidades. Uma desvantagem significativa de tais motores é que cada altura precisa de seu próprio perfil de bocal e sua própria tubulação. Caso contrário, os motores perdem drasticamente a eficiência devido às diferentes pressões atmosféricas ao nível do mar e muito acima dele, até sua completa ausência no vácuo.

Os motores de foguete de ar em cunha não têm essa desvantagem. Eles são igualmente eficazes em todas as altitudes e podem substituir todos os motores de foguete (estágios) por um. Em última análise, isso promete economizar combustível e deixar mais espaço para a carga útil. Esta é a solução ideal para aviões espaciais. Na verdade, motores de foguetes de cunha começaram a ser desenvolvidos para as naves reutilizáveis ​​​​do Ônibus Espacial, embora o projeto não tenha sido concluído.

Testes de incêndio do motor flat wedge-air XRS-2200 sob o programa X-33. Fonte da imagem: NASA

O projeto de motores de foguete de ar em cunha (KVRD) é visivelmente mais complicado do que os motores de foguete convencionais de propelente líquido com bico em forma de sino. KVRD são uma cunha de duas metades de um sino dissecado. Na verdade, são dois bicos adjacentes, cada um dos quais não possui metade. O papel das metades que faltam é desempenhado pelo fluxo de ar que se aproxima. Devido a isso, e também devido à regulação do combustível de entrada, o motor de foguete de cunha está próximo da operação ideal em qualquer altitude acima do nível do mar e no vácuo, embora em termos de empuxo máximo seja inferior aos motores clássicos com bicos de sino nas altitudes para as quais eles são projetados.

Ao mesmo tempo, os mecanismos KVRD têm seus próprios problemas. Em primeiro lugar, esta é uma grande área da “cunha” – a parede que sobrou do bocal cortado. É exposto ao calor mais forte e requer mais do que resfriamento intensivo. Dirigir esse motor também é muito mais difícil, pois há muito mais pontos de injeção de combustível – uma fileira inteira de cada lado ao longo da parede.

Polaris Raumflugzeuge é conhecido pelo desenvolvimento e criação de modelos de aeronaves espaciais. Já está a lançar protótipos de 2-3m e pretende lançar no início do próximo ano o demonstrador NOVA de 6,7m, o último antes do lançamento do avião espacial. É possível que um contrato com as autoridades alemãs leve a empresa a instalar um motor de foguete de cunha neste demonstrador. Iremos acompanhar as novidades. Se tiverem sucesso, este será o primeiro voo de demonstração do mundo com um KVRD.