Rotační detonační motor NASA zaznamenal rekordní výsledky testů. Použije se pro kosmické lodě

Exploze vám zajistí mnohem větší využití paliva než spalování – pokud je ovšem motor vydrží. NASA věří, že rotační detonační motor by mohl být budoucností cestování do hlubokého vesmíru, a při testování prototypů dosahuje skvělých výsledků, jak píše server NASA.

Spalovací motory jsou vyzkoušené, a jakkoli vztekle mohou vypadat a znít v dragsteru se špičkovým palivem nebo v raketovém nosiči pro kosmické lety, proces hoření, při němž dochází k oxidaci paliva ve vzduchu, je relativně pomalý a předvídatelný. Na druhou stranu detonace je stejně chaotická a destruktivní, jak to zní. Tak funguje většina bomb; vezmete výbušné palivo, udeříte do něj nárazem energie a chemické vazby, které drží jednotlivé molekuly pohromadě, se rozpadnou a uvolní divoké množství energie v rázové vlně, která se rozpíná nadzvukovou rychlostí.

NASA spolu s mnoha dalšími skupinami chce tyto exploze využít z několika klíčových důvodů. Zaprvé, detonační motory mají teoreticky podstatně vyšší účinnost než motory spalovací, možná až o 25 %; měly by být schopny vyvinout větší tah při použití menšího množství paliva a menší rakety. Z hlediska techniky a ekonomiky kosmických letů to znamená levnější starty, větší náklad a větší vzdálenosti.

Jsou také důležité pro hypersonické lety. Spalovací motory mohou pracovat pouze při podzvukových rychlostech. Aby bylo možné dosáhnout nadzvukové nebo hypersonické rychlosti, musí být nasávaný vzduch rychle zpomalen na podzvukovou rychlost, aby mohlo dojít ke spalování. Tím vzniká teplo a odpor vzduchu. K detonaci dochází při nadzvukových rychlostech, takže kromě vyšší účinnosti se při hypersonických aplikacích snižuje také teplo a odpor vzduchu, protože není třeba vzduch tolik zpomalovat.

Rotační detonační motory (RDE), na rozdíl od šikmých vlnových detonačních motorů nebo pulzních detonačních motorů, využívají prstencové komory a přesně načasované vstřikování paliva k vytvoření konstantního tahu. Každá exploze vyšle rázovou vlnu, která vytváří tah, ale zároveň se šíří kolem prstence, aby vyvolala další explozi.

Úspěšné zkušební odpaly rotačních detonačních motorů nyní hlásí řada skupin, od univerzity na FLoridě, která spolupracuje s laboratoří Air Force Research, přes australskou RMIT, která spolupracuje s DefendTex, až po houstonskou společnost Venus Aerospace, Aerojet Rocketdyne a další. Japonská kosmická agentura Jaxa dokonce zašla tak daleko, že jeden malý motor testovala ve vesmíru.

NASA zatím ponechává své testy na terra firmě, ale nyní oznámila úspěšné testování malého RDE v loňském roce ve spolupráci se společností In Space LLE z Indiany. Motor byl zažehnut více než desetkrát, celkem téměř 10 minut, takže se zjevně s přehledem vypořádal s hlavní výzvou pro vývoj RDE – a to nenechat motor rozletět na kusy.

Motor je vyroben pomocí 3D tisku s využitím práškové fúze a obsahuje vlastní slitinu mědi GRCop-42, která je podle agentury klíčem k tomu, aby motor vydržel extrémní podmínky trvalé detonace bez přehřátí.

Při plném tahu, uvádí NASA, vytvářel RDE více než 1 800 kg tahu po dobu téměř jedné minuty při průměrném tlaku v komoře 282 kg na čtvereční palec, což je nejvyšší zaznamenaná hodnota tlaku pro tuto konstrukci. Testy zahrnovaly úspěšné provedení hlubokého škrcení i vnitřního zážehu.

Se slibnými výsledky v kapse NASA oznámila, že se chystá rozšířit rozsah na plně opakovaně použitelný RDE ve třídě tahu cca 4 500 kg, kde tým doufá, že bude moci začít demonstrovat výkonnostní výhody oproti běžným raketovým motorům. Na videu níže se můžete podívat, jak tato věc hoří.

Zdroj: redakce, nasa.gov