Вращающиеся детонационные ракетные двигатели позволят ракетам верхней ступени для космических миссий стать легче, путешествовать дальше и гореть более чисто. Исследователь из Университета Центральной Флориды и его команда разработали усовершенствованную новую ракетно-двигательную систему, которая раньше считалась невозможной. Результат опубликован в журнале Combustion and Flame.
Система, известная как вращающийся детонационный ракетный двигатель, позволит ракетам верхней ступени для космических миссий становиться легче, путешествовать дальше и гореть более чисто. А команда исследователей впервые представила экспериментальные доказательства безопасной и функциональной детонации водорода и кислорода в ракетном двигателе с вращающейся детонацией.
При вращающейся денотации взрывы происходят вокруг внутренней части ракетного двигателя и поддерживаются подачей водорода и кислорода в систему в нужных количествах. Эта система повышает эффективность ракетного двигателя, так что вырабатывается больше энергии при использовании меньшего количества топлива, чем традиционные энергии ракет, что позволяет снизить нагрузку, затраты и выбросы.
Взрывы создают всплески энергии, которые перемещаются от 7200 до 9000 км в час, что более чем в пять раз превышает скорость звука. Они заключены в прочный корпус двигателя, изготовленный из меди и латуни. Технология изучалась с 1960-х годов, но не имела успеха из-за используемых химических пропеллентов или способов их смешивания. Группа исследователей заставила технологию работать, тщательно уравновешивая расход топлива, водорода и кислорода, выделяемых в двигатель.
«Мы должны были настроить размеры форсунок, высвобождающих пропелленты, чтобы улучшить смешивание для местной водородно-кислородной смеси. Таким образом, когда происходит вращающийся взрыв для этой свежей смеси, она все еще сохраняется. Потому что, если у вас есть немного смешанная композиция, она будет иметь тенденцию к дефлаграции или сгорать медленно вместо взрыва».
Карим Ахмед, доцент кафедры механического и аэрокосмического машиностроения UCF
Команда также должна была собрать доказательства существования их изобретения. Они сделали это, введя трассировщик в поток водородного топлива и количественно определив детонационные волны с помощью высокоскоростной камеры.