header portal

piątek, 04 styczeń 2019 07:48

Demonstrator Instytutu Lotnictwa: Rakieta ILR-33 BURSZTYN

Napisane przez Ry
Oceń ten artykuł
(0 głosów)

Instytut Lotnictwa pracuje nad wielostopniową rakietą badawczą z innowacyjnym silnikiem hybrydowym, wykorzystującym jako utleniacz wysoko stężony nadtlenek wodoru i polietylen jako paliwo. ILR-33 BURSZTYN umożliwia loty na pułapy nieosiągalne w Polsce od ponad 40 lat.

Prace rozwojowe nad rakietą ILR-33 BURSZTYN rozpoczęły się w listopadzie 2014 roku. Jest to projekt flagowy Centrum Technologii Kosmicznych Instytutu Lotnictwa, całkowicie sfinansowany ze środków statutowych tego instytutu.

- Głównym celem projektu było opracowanie w Polsce zaawansowanych technologii rakiet suborbitalnych i nośnych do wykorzystania w większych projektach krajowych, inicjatywach międzynarodowych oraz działaniach komercyjnych – informuje Michał Pakosz, kierownik projektu.

Projekt nawiązuje do rakiet meteorologicznych METEOR rozwijanych w Instytucie Lotnictwa w latach 1967-1974. W przypadku nowej rakiety zdecydowano się na wykorzystanie najnowszych dostępnych technologii i opracowanie szeregu własnych rozwiązań, dzięki czemu ILR-33 BURSZTYN ma osiągi zbliżone do historycznej rakiety METEOR 2, przy dwukrotnie mniejszej masie startowej.

ILR-33 BURSZTYN o długości 5 m i średnicy 23 cm jest konstrukcją dwustopniową, w której pierwszy, równoległy stopień, stanowią dwa silniki pomocnicze (ang. boostery) na stały materiał pędny. Charakteryzują się one ciągiem maksymalnym o wartości 6000 N. Ich zadaniem jest nadanie odpowiedniej prędkości rakiecie podczas początkowej fazy lotu. Po zakończeniu pracy boosterów dochodzi do ich samoczynnej separacji w skutek oddziaływania sił aerodynamicznych.

Główny stopień rakiety napędzany jest innowacyjnym silnikiem hybrydowym, wykorzystującym jako utleniacz wysoko stężony nadtlenek wodoru i polietylen jako paliwo. Tak skoncentrowany, bezpieczny i ekologiczny utleniacz pozwala na uzyskanie lepszych parametrów i jednoczesne obniżenie masy. Rozwiązanie stanowi nowość w skali światowej, bowiem ILR-33 to pierwsza rakieta na świecie wykorzystująca tak wysokie stężenie nadtlenku wodoru (powyżej 98 proc.). Przewyższa tym samym dokonania niemieckie, brytyjskie, amerykańskie i z Korei Południowej.

Pierwszy lot prototypowej rakiety nastąpił 22 października 2017 roku na poligonie Centrum Szkolenia Wojsk Lądowych w Drawsku Pomorskim. Test zakończył się sukcesem. ILR-33 BURSZTYN wzniósł się na wysokość 15 km, co stanowiło maksymalny dopuszczalny pułap lotów na poligonach śródlądowych w Polsce. Ograniczenie wierzchołkowej było możliwe dzięki skróceniu czasu pracy silnika głównego poprzez zatankowanie mniejszej ilości utleniacza, przy zachowaniu pełnego czasu pracy silników pomocniczych (ok. 2,5 s). Udany lot pozwolił na zebranie danych telemetrycznych oraz na analizę parametrów pobranych z komputera pokładowego po zakończeniu misji. W pełni zatankowana rakieta pozwala na loty do pułapu 100 km, co stanowi umowną granicę kosmosu.

We wrześniu 2018 ILR-33 BURSZTYN miał zostać poddany kolejnym testom poligonowym. Zespół z Instytutu Lotnictwa przygotował dwie wersje rakiety – standardową oraz nową, z systemem kontroli orientacji rakiety. Ze względu na złe warunki pogodowe, które objawiały się występowaniem silnych prądów strumieniowych na pułapie do około 12 km, tzw. jet streamów, nie doszło do startu. Testy odwołano kierując się względami bezpieczeństwa, które opisane są w instrukcjach poligonowych. Zespołowi udało się jednak przetestować rozbudowaną przez ostatni rok infrastrukturę wspierającą przygotowania startowe, zaadaptowaną do warunków poligonu CP SP Ustka. Zweryfikowano również procedury dotyczące integracji systemów, logistyczne oraz algorytm decyzyjny dopuszczający do przeprowadzenia badań.

Kolejny termin startu rakiety w 2019 r. nie jest jeszcze znany. Zależy on od wojska, bowiem okręty muszą zabezpieczyć akwen wodny, co może nastąpić podczas ćwiczeń. Jednocześnie Instytut Lotnictwa i Polska Agencja Kosmiczna wraz z Dowództwem Generalnym Sił Zbrojnych oraz Polską Agencją Żeglugi Powietrznej kontynuują działania zmierzające do poszerzenia granic poziomych strefy powietrznej oraz strefy lądowania, które są krytyczne ze względów bezpieczeństwa lotów. Konstruktorom zależy bowiem na wystrzeleniu rakiety na wysokość 100 km oraz uzyskaniu VI poziomu zaawansowania technologicznego.

Wykorzystanie platformy ILR-33 BURSZTYN stanowiącej demonstrator technologii ma wiele zalet. Umożliwia testowanie komponentów rakietowych oraz przeprowadzanie badań w warunkach mikrograwitacji podczas lotów suborbitalnych. - W określonych warunkach platforma ILR-33 stanowi więc alternatywę dla takich rozwiązań jak wieża zrzutowa, loty paraboliczne oraz dla kosztownych badań na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej -  wyjaśnia Michał Pakosz. Podczas takich lotów możliwe jest wykonywanie eksperymentów m. in. z zakresu inżynierii materiałowej, mechaniki płynów, procesów spalania, fizyki. Ponadto wiele technologii można skomercjalizować. Przykładem jest technologia zatężania nadtlenku wodoru, a za dystrybucję utleniacza rakietowego odpowiedzialna jest polska firma Jakusz SpaceTech.

Dokonania Instytutu umożliwiają włączenie się polskich podmiotów w większe projekty międzynarodowe – zarówno w zakresie rakiet suborbitalnych, jak i rakiet mogących wynosić satelity na niskie orbity ziemskie. Osiągnięcia w tym zakresie pozwoliły na realizację kilku projektów Narodowego Centrum Badań i Rozwoju m.in. rozwój silników pomocniczych o ciągu 50 000 N.

W ciągu zaledwie kilku lat w Instytucie Lotnictwa powstał zespół ponad 30 osób, które zajmują się wyłącznie technologiami rakietowymi, z których połowa to osoby poniżej 30 lat. Większość zespołu realizującego przedsięwzięcie rozpoczynało przygodę z technologiami rakietowymi w Studenckim Kole Astronautycznym na Politechnice Warszawskiej m.in. przy pracach nad opisaną w katalogu rakietą TUCAN. Wtedy opiekunem koła, a obecnie sprawującym nadzór nad projektem jest prof. dr hab. inż. Piotr Wolański.

Niektóre rozwiązania zastosowane w rakiecie zyskały uznanie jury Międzynarodowych Targach Wynalazków i Innowacji INTARG 2018, które wyróżniło projekt Instytutu platynowym medalem w kategorii „przemysł” oraz brązowym medalem na największych i najstarszych w Europie targach specjalistycznych poświęconych wynalazkom, pomysłom i nowym produktom na iENA International Trade Show „Ideas Inventions New Products” w Norymberdze za opracowanie innowacyjnej platformy do badań eksperymentalnych w warunkach obniżonej grawitacji.
Zdjęcie: Błażej Marciniak (Instytut Lotnictwa)

Czytany 1223 razy Ostatnio zmieniany piątek, 04 styczeń 2019 08:04

Skomentuj

Wyszukaj w artykułach

SONDA