Silniki rakietowe
Silniki na jednoskładnikowy materiał pędny oraz kompletne systemy napędowe
- silniki dla platform kosmicznych o ciągu w zakresie 1 – 500 N,
- systemy sterowania położeniem rakiety z wykorzystaniem nadtlenku wodoru jako materiału napędowego,
- napędy do deorbitacji satelitów,
- zaawansowane złoża katalityczne,
- innowacyjne i wysokowydajne ekologiczne paliwa rakietowe,
- w pełni ekologiczne systemy napędowe dla małych platform kosmicznych.
Główne produkty w fazie rozwoju:
- 1 N silnik na nadtlenek wodoru (finansowanie ESA),
- POLON – ekologiczny system napędowy dla małych platform satelitarnych (finansowanie NCBR).
Silniki na dwuskładnikowy ciekły materiał pędny
- Rozwój silników na dwuskładnikowy materiał pędny do zastosowania w satelitach oraz do napędzania górnych stopni rakiet nośnych,
- Ekologiczne, o długim okresie przechowywania, systemy napędowe dla misji eksploracyjnych, w tym napędy o kontrolowanej wartości ciągu do lądowników,
- Redukcja kosztów dzięki wykorzystaniu addytywnych technologii wytwarzania,
- Rozwój systemów zasilania z pompami elektrycznymi/turbinami zasilanymi HTTP,
- Możliwość projektowania i testowania silników o ciągu do 100 kN w ramach partnerstw/współpracy krajowej,
- Systemy zapłonowe do silników rakietowych na paliwo ciekłe oparte na katalitycznym rozkładzie nadtlenku wodoru i zapalniki pirogeniczne oparte na przyjaznych dla środowiska kompozytowych materiałach pędnych.
Główne produkty w fazie rozwoju:
- Silnik na dwuskładnikowy materiał pędny o ciągu 10-20 N dla ekologicznych systemów napędowych (finansowanie ESA),
- Liquid Apogee Engine o ciągu 450 N o wyjątkowych osiągach, wykorzystujący ekologiczne materiały pędne (finansowanie ESA),
- Ekologiczny napęd do górnych stopni rakiet nośnych (z możliwością wielokrotnego odpalania, ciąg 5-8 kN) (finansowanie NCBR)*,
- Silnik na ekologiczny materiał pędny o kontrolowanej wartości ciągu dla lądowników oraz stopni rakiet wielokrotnego użytku (finansowanie ESA).
* projekt finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju na rzecz bezpieczeństwa i obronności państwa.
Hybrydowe silniki rakietowe
- wysokowydajna technologia napędowa,
- efektywność energetyczna dzięki zastosowaniu nadtlenku wodoru o stężeniu +98%,
- doświadczenie w druku 3D skomplikowanych geometrii ziaren paliw rakietowych,
- opatentowana technologia paliwa do zastosowania w silnikach hybrydowych.
Główne produkty w fazie rozwoju:
- hybrydowy silnik rakietowy na ekologiczne materiały pędne z paliwem polietylenowym o ciągu 4 kN, z powodzeniem wykorzystywany podczas misji suborbitalnych, wysoce skalowalna technologia.
Silniki rakietowe na stałe materiały pędne
- efektywne kosztowo silniki rakietowe o strukturze kompozytowej, przetestowane
w locie, - rakietowe materiały pędne o wysokich osiągach (zarówno kompozytowe, jak
i dwubazowe), - silniki rakietowe na stałe materiały pędne do mikrorakiet nośnych wysokich współczynnikach masowej zawartości materiału pędnego,
- rozwój małych silników: do separacji stopni, kontroli położenia itp.,
- gazogeneratory na bazie stałego materiału pędnego, wykorzystujące materiały pędne niskiej temperaturze spalania, które nie generują stałych produktów spalania, mogące być wykorzystane do napędzania turbin gazowych.
Główne produkty w fazie rozwoju:
- silnik rakietowy na stały materiał pędny do deorbitacji, wykorzystujący materiał pędny o wysokich osiągach bez dodatku aluminium (finansowanie ESA w 4 kolejnych projektach) – jedyny europejski silnik, spełniający wymagania inicjatywy ,,Clean Space’’ Europejskiej Agencji Kosmicznej oraz ograniczenia przyspieszeń dla statków kosmicznych,
- silnik pomocniczy na stały materiał pędny o ciągu 50 kN*,
- silnik rakietowy na stały materiał pędny o ciągu 6 kN wspomagający start ,
- bezzałogowych statków powietrznych (BSP).
* projekt finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju na rzecz bezpieczeństwa
i obronności państwa.
Komponenty rakietowe
Posiadamy doświadczenie w opracowywaniu komponentów dla rakiet i satelitów. Projektujemy części pod kątem nawet najbardziej wymagających założeń.
W zakresie wytwarzania oferujemy:
Urządzenia pirotechniczne
- Noże pirotechniczne,
- liniowe ładunki kumulacyjne,
- pirozawory,
- zapalniki,
- siłowniki,
- popychacze,
- moździerze.
Materiały pędne
Istotnym osiągnięciem Instytutu jest opracowanie i komercjalizacja metody otrzymywania nadtlenku wodoru, w szczególności nadtlenku wodoru klasy HTP, który jest wykorzystywany w wielu gałęziach przemysłu.
Realizujemy następujące zadania:
- badania nad paliwami do nowych ciekłych, hybrydowych i żelowych układów napędowych,
- badania paliw hipergolicznych z nadtlenkiem wodoru,
- opracowanie zaawansowanych małosmugowych stałych rakietowych materiałów pędnych,
- badania nad wysokowydajnymi ekologicznymi paliwami i utleniaczami nowej generacji,
- rozwój katalizatorów do zastosowań z jednoskładnikowymi materiałami pędnymi,
- badania kompatybilności chemicznej różnych materiałów konstrukcyjnych z cieczami roboczymi.
Wyposażenie laboratoriów chemicznych obejmuje m.in.:
- spektrometr Nicolet iS50 FT-IR z wbudowanym ATR,
- mikroskop cyfrowy Vhx 7000,
- laboratoryjny piec muflowy typu FCF 22 SHM,
- wibracyjną wytrząsarkę sitową AS Control,
- młyn planetarno-kulowy PM 100,
- stanowisko do odlewania stałych rakietowych materiałów pędnych.
NADTLENEK WODORU
Instytut ma ponad dziesięcioletnie doświadczenie w pracy z nadtlenkiem wodoru klasy HTP. W 2011 roku naukowcy i inżynierowie opracowali technologię wytwarzania nadtlenku wodoru o stężeniu powyżej 98%. Możliwe jest uzyskanie stężenia nawet do 99,99%. Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Lotnictwa posiada kilka patentów na tę technologię, zastrzegających rozwiązanie w ponad 20 krajach na całym świecie.
Koncentrujemy się na:
- rozwoju i optymalizacji nowoczesnych metod otrzymywania HTP,
- badaniach stabilności HTP,
- badaniach analitycznych otrzymywanego nadtlenku (zgodność z normą MIL-PRF-16005F),
- współpracy z przemysłem w celu wdrażania technologii HTP.
Oferujemy następujące oznaczenia:
- analizę śladowych ilości pierwiastków oraz oznaczenie śladowych zawartości jonów zgodnie z normą MIL-PRF-16005F: optyczny spektrometr emisyjny Avio 200 ICP,
- suchej pozostałości po odparowaniu,
- testy kompatybilności,
- zawartości węgla organicznego i nieorganicznego: laboratoryjny analizator całkowitego węgla organicznego (TOC) Sievers Innovox ES,
- mikroskopową analizę membranową rozkładu wielkości cząstek.
W ramach wytarzania napędów kosmicznych oferujemy:
- opracowywanie aplikacji do pomiarów i rejestracji danych z wykorzystaniem środowiska LabView;
- projektowanie i badania silników rakietowych na ciekły, hybrydowy i stały materiał pędny o ciągu do 5 kN;
- projektowanie stanowisk badawczych do pomiaru parametrów pracy silników rakietowych;
- projektowanie i analizy osiągów rakiet nośnych;
- opracowywanie kodów numerycznych.
Prace naukowo-badawcze w obszarze technologii kosmicznych obejmują:
- projektowanie i testowanie hybrydowych silników rakietowych,
- projektowanie i testowanie silników rakietowych na ciekły materiał pędny,
- projektowanie i testowanie silników rakietowych na stały materiał pędny,
- rozwój technologii ekologicznych materiałów pędnych,
- wytwarzanie i testowanie ziaren do silników na stały materiał pędny,
- projektowanie i testowanie demonstratorów technologii rakiet nośnych,
- tworzenie dedykowanego oprogramowania z zakresu CFD i FEM,
- analizy dynamiki lotu rakiet wielostopniowych,
- analizy balistyki wewnętrznej silników rakietowych na stały materiał pędny,
- optymalizacje komór spalania silników rakietowych na ciekły materiał pędny.