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普渡大学的学生正在对火箭发动机进行调试

  据国外媒体报道,位于美国中西部印第安纳州的普渡大学的学生研制新型火箭发动机,这款动力系统将来可能用于在月球上登陆的载人飞船。这款由普渡大学研究生设计和建造的火箭发动机,在将来可能会被使用到载人登月的计划中,起初用于月球表面的着陆。

  另外两组来自德克萨斯州的犰狳航空航天公司和美国国家航空航天局约翰逊航天中心的研究人员正在相同的条件下,进行发动机的设计。这里所指的相同条件,即是相同的资金供应,相同的技术指标要求等。届时,美国宇航局将会在这几家研发项目中选取一个最有发展潜力的设计,作为最终用于重返月球,乃至登陆火星以及小行星的姿控发动机。根据托马斯费尔德曼认为:用于着落的火箭发动机必须严格满足设计要求,以及相关的性能规格。这些要求包括效率、尺寸和重量的限制,产生的动力能保证在动态姿控中提供1300至4200磅的推力。

  之所以要保证火箭发动机有一个较大的推力变化范围,是因为该火箭发动机不仅要应用于登陆时的软着落过程,还要在返回时的起飞段中提供推力。而登陆时,飞船上具有较多的燃料,还有相关用于留下监测的仪器。在任务结束后,推进剂的总体含量会减少,这就意味着火箭发动机必须进行推力上的矢量控制,才能保证用于登陆的飞船在着落和起飞段都有合适的推力提供。

  目前,托马斯费尔德曼(Thomas Feldman)和安德鲁雷滕迈尔(Andrew Rettenmaier)同时也是美国国家航空航天局资助的火箭发动机项目的部分人员,由美国宇航局领导的用于行星登陆的小型反冲火箭发动机技术不仅会应用于未来的月球登陆任务,同时也是火星或者小行星登陆计划的一部分。该火箭将使用液氢和液态甲烷作为推进剂,发动机的设计、建造以及测试过程中使用到的专门的实验设施,都在普渡大学莫里斯J祖克罗实验室完成,其中包括要新建一个液态甲烷发动机的实验设施。

  这项研究,从去年的秋天开始作为一个高级研究项目来执行,参与完全是自愿的。普渡大学航空航天专业的副教授威廉安德森(William Anderson)认为:研究生参与美国宇航局未来载人登陆计划的研究项目是非常值得赞许的,但是,研究火箭发动机,尤其是在测试期间,是具有非常高的危险性,因而,这些参与研究的学生也应该进行必要的培训,以减少在发动机测试过程中的自我防护能力,目前,相关的培训申请正在进行之中。

  托马斯费尔德曼(Thomas Feldman)和安德鲁雷滕迈尔(Andrew Rettenmaier),同时也有从事航空航天工业的愿望,而这个项目,为他们提供了宝贵的经验和就业准备。来自美国德克萨斯州奥斯汀市的研究生费尔德曼认为:参与该着陆发动机研制计划,可以学到很多在书本中或者传统方式所学不到的东西,大多数的大学并不会提供如此有意义的研究项目。

  费尔德曼最近被美国航空航天学会液体推进技术委员会授予液体推进学生奖,以鼓励他在液体推进剂发动机研制上的贡献。而安德鲁雷滕迈尔认为:普渡大学参与的登陆发动机研发计划影响了他的决定,他将在普渡大学完成研究生课程。这里是一个有趣和独特的工作地方。如果我们设计的发动机,被最终应用到重返月球的载人登月计划中,成功在月球上着陆,那这项研究是一个非常伟大的成就。

  对此,参与研发的工程师,首先要建造一个用于测试的引擎,由于其是以登陆另一个天体为目的,研究人员称其为“战舰引擎”。大量的测试仪器远远超过我们所要研发的引擎体积。用于测试的引擎,需要一种验证设计的概念模型,其将在今天夏天的晚些时候出现,科学家将根据实验室中的数据,来改进发动机的设计。

  在图1中,从左到右,依次是研究生迈克尔贝达德(Michael Bedard),埃蒙瑞德麦金尼(Emerald McKinney),托马斯费尔德曼(Thomas Feldman),安德鲁雷滕迈尔(Andrew Rettenmaier)。该项工作是美国国家航空航天局的资质项目,其中包括了研究开发新技术为未来前往月球,乃至火星或者小行星登陆任务进行技术贮备。

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channelId 1 1 普渡大学太空少年研制月球车“火箭发动机” 1 据国外媒体报道,位于美国中西部印第安纳州的普渡大学的学生研制新型火箭发动机,这款动力系统将来可能用于在月球上登陆的载人飞船