Vista superior del EZ-Rocket. Vea más fotos de EZ-Rocket. Foto cortesía de XCOR Aerospace Ir al espacio es caro:alrededor de $ 10, 000 por libra, De hecho. Así que hasta hace poco sólo los gobiernos podían permitirse viajar al espacio. Pero en 2004, la nave espacial comercial SpaceShipOne realizó dos vuelos suborbitales al espacio exterior, ganando el premio Ansari X de $ 10 millones. SpaceShipOne cayó de un avión entre aproximadamente 46, 000 a 48, 000 pies, encendió su motor cohete, viajó a 150, 000 pies, volvió a entrar en la atmósfera de la Tierra y se deslizó hasta un aterrizaje. Pero, ¿puede una nave espacial comercial despegar por sí sola desde el suelo? viajar al espacio exterior y aterrizar de nuevo en una pista? Ese es el objetivo de XCOR Aerospace, y comienza con el EZ-Rocket.
En este articulo, Aprenderemos sobre la tecnología detrás del EZ-Rocket y veremos cómo XCOR planea expandir esta tecnología en el futuro.
El EZ-Rocket es el primer avión cohete construido y volado de forma privada, y sirve como banco de pruebas para nuevas tecnologías. XCOR Aerospace diseñó el EZ-Rocket, que modificaron del avión Long-EZ de Bert Rutan. El Long-EZ es un kit de avión casero fabricado por la fábrica de aviones de Rutan. Es un ala fija aviones canard , lo que significa que su plano de cola está por delante de sus alas en lugar de detrás de ellas. Esto le da al avión buenas características de deslizamiento, lo que lo hace ideal para un avión cohete.
Un Rutan Long-EZ 160 con su plano de cola delante del piloto Foto de dominio público de Adrian Pingstone Las modificaciones del EZ-Rocket incluyeron lo siguiente:
Componentes principales de EZ-Rocket Foto cortesía de XCOR Aerospace Rutan agregó el tanque de combustible externo porque los tanques Long-EZ originales no fueron diseñados para contener alcohol o soportar alta presión. Añadió los tanques de oxígeno porque los motores de los cohetes deben llevar su propio suministro de oxígeno (los motores de los aviones obtienen el oxígeno de la atmósfera).
Motores EZ-Rocket y tanques de oxígeno Foto cortesía de XCOR Aerospace Cada motor de cohete del EZ-Rocket produce 400 libras de empuje, o fuerza (cada uno Motor principal del transbordador espacial , o SSME, produce alrededor de 375, 000 libras de empuje). Los motores de los cohetes no necesitan producir la enorme cantidad de fuerza que produce el transbordador espacial porque no tienen que levantar tanta masa como lo hace el transbordador espacial. Como los motores del transbordador espacial, Los motores de EZ-Rocket son refrigerado regenerativamente . Esto significa que el combustible líquido frío se bombea alrededor de las cámaras de combustión para eliminar el exceso de calor y evitar que se derrita. El EZ-Rocket transporta suficiente combustible para solo 3,5 minutos de tiempo de combustión del cohete.
Veremos exactamente cómo funciona el EZ-Rocket a continuación.
El combustible y oxidanteLa elección de oxígeno líquido y alcohol (o LOX / alcohol) como oxidante y combustible para el EZ-Rocket tiene varias ventajas. Tiene un impulso específico de 250 a 270 segundos (el impulso específico son las unidades de empuje por las unidades de propulsor consumidas en el tiempo). A diferencia de, La combinación de hidrógeno líquido / oxígeno líquido del transbordador tiene un impulso específico de 453 segundos. Cuanto mayor sea el tiempo de impulso, cuanto más eficiente es el combustible y más rápido puede ir el cohete. Además, este tipo de motor no necesita un enfriamiento criogénico extenso tanto para el combustible como para el oxidante. Esto hace que almacenar y repostar el EZ-Rocket sea más rápido y eficiente.
El EZ-Rocket en el despegue Foto cortesía de XCOR Aerospace Cuando el piloto (generalmente el hermano de Bert Rutan, Dick) pone en marcha el EZ-Rocket, el alcohol fluye a presión desde el tanque de combustible hacia el motor cohete. Una bomba de pistón bombea el oxígeno líquido al motor. XCOR tuvo que diseñar una bomba única porque las turbobombas utilizadas en otros motores de cohetes son demasiado grandes. Luego, un encendedor eléctrico enciende el combustible y el oxidante. Comienza la combustión. y los gases calientes salen por la parte trasera de la boquilla del cohete, generando el empuje. Con ambos motores en marcha (generando 800 libras de empuje), se necesitan 20 segundos y 500 metros (1650 pies) de pista para despegar.
El EZ-Rocket despega, moscas, y aterriza como un avión convencional, con algunas excepciones:
En una prueba, el piloto realizó una maniobra touch-and-go - aterrizó en la pista sin energía, rodó varios cientos de pies, volvió a encender el motor cohete y despegó de nuevo. El EZ-Rocket ha realizado con éxito 15 vuelos y una serie de pruebas, incluyendo maniobras de tocar y avanzar y una maniobra de aborto en vuelo. También ha demostrado sus habilidades en espectáculos aéreos, incluyendo la Exposición de Carreras de Cohetes X-Cup 2005 en Nuevo México.
Una prueba de fuego del motor LOX / alcohol del EZ-Rocket. La serie de anillos en la pluma son diamantes de choque, o discos Mach, que ocurren cuando la presión de la pluma de escape es menor que la presión atmosférica. Foto cortesía de XCOR Aerospace Mientras que el EZ-Rocket se construyó en el fuselaje Long-EZ, nunca fue diseñado para uso personal, solo como un banco de pruebas para nuevas tecnologías. Pero como cualquier avión o nave espacial, Debe haber funciones de seguridad integradas para satisfacer las necesidades de emergencia más frecuentes, como un incendio en el motor o una falla del motor. El EZ-Rocket tiene un sensor de fuego ultravioleta en el compartimiento del motor conectado al panel de instrumentos, que alerta al piloto de cualquier incendio en el motor. Dos grandes botellas de helio presurizado en la bahía se utilizan como extintores cuando el piloto acciona un interruptor en el panel de instrumentos. Cada motor tiene sus propios sistemas de control y se puede encender y apagar de forma independiente (el EZ-Rocket puede subir a un motor). Cada motor también tiene un protector contra explosiones hecho de Kevlar y un sensor de quemado que le indica al piloto cuando se acaba el combustible.
Si necesario, el piloto puede despresurizar ambos tanques de combustible y ventilar el alcohol y / o el oxígeno líquido a la atmósfera. También puede apagar el combustible de ambos motores si hay un incendio o si uno de los motores no se apaga. Las válvulas principales y el encendedor están conectados para evitar que los gases se acumulen en la cámara de combustión y se enciendan inadvertidamente. y las válvulas propulsoras están unidas entre sí para coordinar la sincronización de las válvulas. La capota se puede abrir rápidamente y el piloto tiene un paracaídas en caso de que tenga que salir del EZ-Rocket.
XCOR probó con éxito muchas de estas características de seguridad en la maniobra de aborto en vuelo. Ahora, la empresa se basa en el éxito del EZ-Rocket con dos nuevos proyectos. Aprenderemos sobre esto en la siguiente sección.
Un póster de Leading Edge Rocket Racing, el primer equipo de Rocket Racing League Imagen cortesía de Rocket Racing League El EZ-Rocket ha realizado sus últimos vuelos probando nuevas tecnologías de avión cohete. XCOR Aerospace ahora se está moviendo hacia dos nuevos proyectos:el desarrollo de cohetes y una nave espacial suborbital.
Dr. Peter Diamandis, fundador del Ansari X-Prize, ha establecido el Liga de carreras de cohetes (RRL) con Granger Whitelaw, dos veces campeón de las 500 Millas de Indianápolis. Diamandis y Whitelaw prevén una amplia cobertura televisiva y una gran asistencia de público como las de NASCAR. Los Rocket Racers competirán en todo el mundo en eventos independientes, en una altura de 5000 pies, pista de dos millas de largo. Los aficionados verán volar los aviones a través de un campo virtual creado por Sportvision (la misma empresa que creó la línea "1ra y 10" en campos de fútbol). La temporada culminará con una carrera por el campeonato por una bolsa de $ 2 millones en la X Prize Cup, un evento anual realizado en Las Cruces, Nuevo Mexico.
La Rocket Racing League impulsará el desarrollo de nuevas tecnologías de empresas privadas e inspirará a nuevas generaciones de científicos espaciales. En la Copa X-Prize 2005 se realizaron demostraciones de prueba de carreras de cohetes. En enero de 2006, la Rocket Racing League anunció un concurso para que los fanáticos nombraran el primer Mark-1 X-Racer. El premio incluye un pase VIP de un año para todos los eventos de Rocket Racing League. El ganador se anunciará en octubre de 2006. cuando el Mark-1 X-Racer se revela al público por primera vez.
Representación artística de una sede de Rocket Racing League Imagen cortesía de Rocket Racing League 
El vehículo de desarrollo Mark-1 X-Racer Foto cortesía de Rocket Racing League El próximo proyecto de XCOR Aerospace es la creación de un plano espacial suborbital, Xerus. Han identificado tres mercados que podrían beneficiarse de un vehículo de lanzamiento reutilizable:
Representación del artista del Xerus Imagen cortesía de XCOR Aerospace Xerus utilizará varios motores principales para alcanzar una altitud de 100 millas (unos 65 km), luego costa a 130 millas (unos 100 km). Alcanzará una velocidad máxima de Mach 4, aproximadamente 10 veces más rápido que el EZ-Rocket, y despegará y aterrizará como un avión convencional. Una vez fuera de la atmósfera, la nave utilizará propulsores de cohetes de 50 libras para maniobrar (controles de actitud). Xerus utilizará tecnología de cohetes de combustible líquido como la desarrollada y probada en EZ-Rocket. También usará bombas de pistón tanto para el combustible como para el oxidante (EZ-Rocket solo usa una para el oxidante). XCOR está desarrollando esta tecnología para la NASA y el Departamento de Defensa.
Representación del artista del Xerus lanzando una pequeña carga útil Foto cortesía de XCOR Aerospace Una vez que XCOR termine el diseño de Xerus, planea un programa de 20 vuelos de prueba.
Para obtener mucha más información sobre el EZ-Rocket, la Rocket Racing League Xerus y temas relacionados, consulte los enlaces en la página siguiente.
Aviones cohete pasadosLos alemanes desarrollaron aviones cohete, el Lippisch Ente y el Messerschmitt Me 163 Bs y Cs, junto con motores a reacción durante la Segunda Guerra Mundial. Estos aviones alcanzaron velocidades de 600 millas por hora (966 km / h), justo por debajo de la velocidad del sonido. La Unión Soviética también experimentó con aviones cohete, y los japoneses incluso desarrollaron un bombardero Kamikaze propulsado por cohetes.
Después de la Segunda Guerra Mundial, Los aviones cohete se utilizaron experimentalmente para probar el rendimiento de los aviones a velocidades hipersónicas. El 14 de octubre 1947, Chuck Yeager fue el primero en romper la barrera del sonido en el avión cohete Bell X-1.
Quizás el avión cohete más famoso fue el X-15 de la NASA. El X-15 fue construido para investigar la aerodinámica, estabilidad, controles de vuelo, calefacción, y efectos fisiológicos de la alta velocidad, vuelo a gran altura. Hizo 199 vuelos entre junio de 1959 y octubre de 1968 y estableció altitud (354, 200 pies, o 67 millas) y velocidad (4520 mph, o Mach 6,7) registros para pilotado, vuelo hipersónico. La información del programa fue útil para desarrollar el Mercury, Geminis, Programas Apollo y Space Shuttle.
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Fuentes
Gracias a Charles Scott Williams por su ayuda con este artículo.
