In een jaar bepaald door obstakels, een studentenraketteam van de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign zette door. Samenwerken in vijf tijdzones, ze hebben met succes een hybride raketmotor ontworpen die gebruikmaakt van paraffine en een nieuw lachgas-zuurstofmengsel genaamd Nytrox. Het team heeft zijn zinnen gezet op het lanceren van een raket met de nieuwe motor tijdens de Intercollegiate Rocketry and Engineering Competition 2021.

"Hybride voortstuwing drijft Virgin Galactic's suborbitale toeristenruimtevaartuig aan en de ontwikkeling van die motor was een uitdaging. Onze studenten ervaren deze uitdagingen nu uit de eerste hand en leren hoe ze ze kunnen overwinnen, " zei faculteitsadviseur van het team Michael Lembeck.

Vorig jaar was het team getuige van een aantal catastrofale storingen met hybride motoren die lachgas gebruikten. Het drijfgas raakte vaak oververhit in de woestijn van New Mexico, waar de IREC-competitie wordt gehouden. Lembeck zei dat dit het team motiveerde om een ​​alternatieve brandstof te vinden die stabiel zou kunnen blijven op temperatuur. Nytrox kwam naar voren als de oplossing voor het probleem.

Toen het team het afgelopen voorjaarssemester aan de motor begon te werken, opwinding om hydrostatische tests uit te voeren van het tankschip voor oxidatie op de grond, sloeg al snel om in frustratie omdat het team geen veilige testlocatie had.

Teamleider Vignesh Sella zei:"We waren van plan om de test uit te voeren op de gepensioneerde testfaciliteit voor straalmotoren van de luchthaven van Willard, U of I. Maar het ministerie van Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek stopte alle tests totdat aan de veiligheidseisen kon worden voldaan."

Sella zei dat ze eerst ontmoedigd waren, maar verzamelde zich door samen met een andere studentenraketgroep een veiligheidsbeoordelingsvergadering te houden om hun opties te onderzoeken.

"Als resultaat van die ontmoeting, we kwamen met een plan om het project vooruit te helpen. Het hybride team heeft onze veiligheidsprocedures grondig geëvalueerd, en ons werk laten beoordelen door Dr. Dassou Nagassou, de manager van het Aerodynamics Research Lab. Hij werd een geweldige hulpbron voor ons, en een zeer behulpzame mentor."

Sella en Andrew Larkey benaderden ook Purdue University om te putten uit hun uitgebreide ervaring op het gebied van raketvoortstuwing. Ze kwamen in contact met Chris Nielson, een afgestudeerde student en labmanager bij Purdue. Ze deden voorlopige telefonische ontwerpbeoordelingen en werden uiteindelijk uitgenodigd om hun hydrostatische en koudestroomtests uit te voeren bij Purdue's Zucrow Laboratories, een faciliteit gewijd aan het testen van raketvoortstuwing met verschillende experts in het veld ter plaatse.

"We hebben een paar leden daarheen gestuurd om de locatie te verkennen en aantekeningen te maken voordat we het hele team daarheen brachten voor een test, " zei Sella. "Deze bijeenkomsten, verhoudingen, en vorderingen, hoewel ze misschien soepel klinken en gemakkelijk vast te stellen zijn, moeilijk en moeilijk te bereiken waren. Het was een grote opluchting voor ons om de steun van de afdeling te hebben, een expert op het gebied van drukvaten als onze mentor, en Zucrow Laboratories beschikbaar voor ons team."

De uitgebreide samenvatting, die het team veel eerder had voorgelegd aan de AIAA Propulsion and Energy-conferentie, aangenomen dat de motor zou zijn gemonteerd en getest voordat het documentatieproces begon. Teamleider Vignesh Sella zei dat ze harde testgegevens wilden documenteren, maar in maart van tactiek moesten veranderen. De verhuizing van de campus naar lessen die alleen online zijn, heeft ook alle persoonlijke activiteiten ingeperkt, inclusief die van geregistreerde studentenorganisaties zoals ISS.

"Omdat de verstoringen veroorzaakt door COVID-19 ons verplichtten om op afstand te werken, we hebben het papier gedraaid door ons te concentreren op het documenteren van de ontwerpprocessen en beslissingen die we voor de motor hebben genomen. Dit stelde ons in staat om op afstand te werken en een paper te voltooien dat niet te ver verwijderd was van het originele abstract. onze leden, waarvan sommigen internationaal zijn, ontmoetten elkaar op Zoom en Discord om virtueel samen aan het papier te werken, meer dan vijf tijdzones, ' zei Selle.

Sella zei dat hij en het hele team trots zijn op wat ze hebben bereikt en 'dit najaar met wraak terugkeren'.

De Illinois Space Society is een technisch, professioneel, en educatieve outreach studentenorganisatie aan de U of I van de afdeling Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek. De vereniging bestaat uit 150 actieve leden. Het hybride raketmotorteam bestond uit 20 leden en is een van de vijf technische projecten binnen ISS. Het project begon in 2013 met als doel een subschaal hybride raketmotor te bouwen voordat deze overging op een volledige motor. De subschaal hybride raketmotor werd met succes gebouwd en in de zomer van 2018 warm gestookt, wat de positieve testresultaten oplevert die nodig zijn om over te gaan tot het ontwerpen en vervaardigen van een motor op ware grootte.

"Nadat de motor zijn tests heeft voltooid, de volgende taak is het integreren van de motor in het raketvoertuig, " zei Sella "Hiervoor moeten belangrijke hardwarecomponenten voor de vlucht passen binnen de geometrische beperkingen van een raketlichaamsbuis en de motor structureel aan het voertuig worden bevestigd."

In juni 2021, de raket zal in Truth or Consequences naar Spaceport America worden vervoerd voor zijn eerste lancering.

De krant, "Ontwikkeling van een Nytrox-Paraffin Hybrid Rocket Engine, " werd gepubliceerd in de 2020 AIAA Propulsion &Energy Forum .