Innowacyjny silnik rakietowy na paliwo ciekłe dziełem studentów AGH

W dniu 10.08.2017 zespół napędu rakietowego koła naukowego AGH Space Systems pomyślnie przeprowadził pełny test pierwszego w Polsce silnika rakietowego na ciekły materiał pędny. Warto wspomnieć, że silniki tego typu powstawały już w Polsce (min. w Instytucie Lotnictwa), jednak były to konstrukcje w skali laboratoryjnej, niezdolne do napędzenia żadnej rakiety.

Konstrukcja studentów AGH Space Systems jest natomiast pełnowymiarowym silnikiem, który wytwarza 100 kg siły ciągu i jest w stanie samodzielnie pracować na pokładzie rakiety. Zawisza, bo tak silnik został nazwany, wykorzystuje podtlenek azotu jako utleniacz i alkohol jako paliwo, a chłodzony jest ablacyjnie. Projekt został całkowicie stworzony przez studentów, a w skład zespołu konstrukcyjnego wchodzi kilka osób, lecz w głównej mierze za silnik odpowiedzialni są Tomasz Palacz (projekt, obliczenia i wykonanie) oraz Przemysław Drożdż (aparatura kontrolno – pomiarowa i integracja).

Projekt rozpoczął się na początku 2016 i przeszedł długą drogę. Studenci zbudowali kilka prototypów w celu weryfikacji różnych rozwiązań, ucząc się tej technologii od podstaw. Pierwsze testy działającego prototypu wykonywane były już w grudniu 2016, jednak dopiero niedawno udało się uzyskać poprawny zapłon oraz stabilną pracę. Chociaż konstruktorzy korzystali z wiedzy profesorów AGH z różnych dziedzin to uczelnia nie posiada wydziału bezpośrednio związanego z technologiami lotniczymi i kosmicznymi, a w Polsce niewiele jest osób dysponujących praktycznym doświadczeniem z silnikami rakietowymi, dlatego studenci zdani byli na własne próby oraz wiedzę z książek. Dzisiaj jednak, mogą się już pochwalić sporym zasobem bezcennych doświadczeń w tej dziedzinie.

Silniki na paliwo ciekłe są najpopularniejszymi w branży kosmicznej, ze względu na swoje osiągi i skalowalność, dlatego AGH Space Systems od początku projektu planowało umieścić taki silnik w rakiecie, która byłaby pierwszą tego typu konstrukcją w Polsce. Co więcej, użycie podtlenku azotu jako utleniacza sprawia, że jest to nowość w skali globalnej, gdyż mimo, że powstało na świecie już kilka prototypów silników ciekłych na podtlenek to jeszcze żaden z nich nie zasilił rakiety. Innowacyjność sprawiła, że proces rozwoju projektu był prezentowany na wielu wydarzeniach w kraju i za granicą min. na konferencji naukowej EUCASS w Mediolanie czy w ośrodku badawczym CERN w Genewie.

Przyszłość technologii silników ciekłych wiąże się z ambicjami studentów, aby wziąć udział w Spaceport America Cup w czerwcu 2018. Jest to prestiżowy konkurs technologii rakietowych odbywający się w USA, wspierany przez takie firmy kosmiczne jak SpaceX, Blue Origin czy ULA. Zatem w kolejnym roku akademickim AGH Space Systems chce zbudować pierwszą w Polsce rakietę na paliwo ciekłe oraz powalczyć o studenckie mistrzostwo świata w inżynierii rakietowej. Budowa i testy silnika nie byłyby możliwe bez wsparcia Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, Katedry Systemów Wytwarzania AGH oraz firmy Techplast produkującej zbiorniki ciśnieniowe Safer Cylinders, które to znajdą się we wspomnianej rakiecie. Za wszelką okazaną pomoc przy projekcie studenci są niezmiernie wdzięczni.

Młodzi konstruktorzy nie ukrywają, że w niedalekiej przyszłości chcieliby skomercjalizować swoje działania i zrobić to w Polsce. Chociaż inżynieria rakietowa w naszym kraju jest mało popularna, to jednak branża rakiet orbitalnych stanowi jedną z najbardziej dochodowych części światowego sektora kosmicznego. Rozwój rakiet jest trudny, drogi i czasochłonny, dlatego studenci wierzą, że działania pod szyldem koła naukowego w celu zdobycia doświadczenia i opracowywania własnej technologii są najlepszą rzeczą jaką mogą zrobić zanim podejmą próbę wejścia na rynek komercyjny.

W tej chwili zespół napędu AGH Space Systems robi sobie przerwę od testowania silnika ciekłego i będzie się skupiać na najbliższych lotach najnowszej rakiety z napędem hybrydowym, która w październiku na poligonie wojskowym w Drawsku Pomorskim ma się wznieść na maksymalny pułap dopuszczalny w Polsce. Natomiast prace nad silnikiem ciekłym nie zwolnią, gdyż kolejne testy zaplanowane są na listopad tego roku.