Hodláme létat ke hvězdám, ale pokrok v raketových technologiích není zrovna závratný. Přesto se postupně objevují nové typy raketových motorů, které by se v budoucnu mohly uplatnit v nosných raketách i kosmických lodích. Jeden z takových pokročilých raketových pohonů vyvíjí tým vědců a inženýrů, který vede Kareem Ahmed z americké University of Central Florida. Jejich výzkum nedávno publikoval odborný časopis s velmi příhodným názvem Combustion and Flame.
Ahmed a spol. vyvinuli rotační detonační raketový pohon (rotating detonation rocket engine), o němž se původně pochybovalo, zda vůbec může fungovat. Tento pohon by se měl uplatnit v horních raketových stupních nosných raket, které by se díky tomu měly stát méně hmotnými, výkonnějšími a šetrnějšími vůči přírodě. Badatelé již v prvních experimentech ověřili, že exploze paliva a okysličovadla v tomto pohonu jsou bezpečné a funkční.
Během provozu rotačního detonačního pohonu dochází v jeho vnitřku k detonacím nepřetržitě. Jsou to Mach 5 exploze, při nichž vznikají výtrysky energie, které se pohybují asi pětinásobkem rychlosti zvuku. Síle těchto explozí čelí pevná konstrukce motoru, která je postavená z mědi a mosazi. Technologie rotačního detonačního pohonu je studovaná od šedesátých let. Její vývoj ale až doposud nebyl příliš úspěšný, hlavně kvůli používaných chemikáliím a způsobu jejich smíchávání v motoru.
Rotační detonační motor využívá jiný způsob spalování paliva. Tvoří jej koncentrické válce, mezi nimiž proudí palivo. Po zažehnutí paliva přijde exploze, která vytvoří nadzvukovou rázovou vlnu. Poté následují stabilní pulzy spalování, které vytvářejí potřebný tlak a teplotu.
Tento typ pohonu zachází s palivem oproti tradičnímu raketovému pohonu velmi úsporně. Vytvoří větší tah při spotřebě menšího množství energie. Rotační detonační pohon je lehčí, jeho konstrukce je jednodušší, vypouští méně emisí, a také snižuje náklady na let do vesmíru. Podle autorů pohonu bylo klíčové vyvážit množství a rychlost uvolňování paliva, tedy vodíku, a kyslíku.
Ahmed s kolegy průběh experimentů detailně sledovali pomocí pokročilých analytických zařízení. Do vodíkového paliva vstříkli stopovací látku, a pak sledovali pohyb paliva a jeho detonace pomocí vysokorychlostní kamery. Badatelé si pochvalují, že jejich výzkum má velký ohlas, a že jejich výsledky se již používají ve vývoji tohoto pozoruhodného motoru.
Video: Rotating Detonation Combustor/Rotierende Detonationsverbrennung (TU Berlin)
Literatura
ESA poprvé na světě spustila elektrický pohon nasávající vzduch
Autor: Stanislav Mihulka (07.03.2018)
Kosmická loď s parním pohonem by mohla prakticky věčně létat vesmírem
Autor: Stanislav Mihulka (19.01.2019)
Startup Momentus otestoval na oběžné dráze pohon s vodním plazmatem
Autor: Stanislav Mihulka (28.09.2019)
Diskuze:
Peter Letko,2020-05-03 18:37:48
Určitě to má svá pozitiva a věřím,že je to další krůček k pochopení a překonání dalších výzev lidstva.Nicméně,podstata tohoto tématu je velmi konkrétní!! Je zde jediná a nejdůležitější otázka lidstva!! Jsme ve vesmíru sami?? A pokud budeme chtít tuto otázku vyřešit,nabízejí se pouze dvě možnosti. Najít ve vesmíru inteligentní bytosti,které budeme schopni kontaktovat a které mají technologii na to aby nás v brzké době,po kontaktu dokázaly navštívit,anebo vyvinout takovou technologii abychom sami byli schopni překonávat vzdálenosti několika stovek,nebo tisíců světelných let a to v takovém časovém rozpětí,kdy to pro lidstvo bude ještě přijatelné a realizačně dostupné!!!
Rotating detonation rocket engine
Jiri Milich,2020-05-03 14:04:21
Rotating detonation rocket engine, nebo taky jen RDE, je velká výzva a nejde jen o poslední stupně rakety.... nabízí se využití nejen v cestování ke hvězdám, ale i ve skocích kolem naší matičky Země. O úsporách v palivu a menších emisích, ani nemluvě. Číňané v jejich technologickém institutu už také finišují. Nejspíš se od nich brzo dočkáme dalšího překvápka.
Revoluce
David Pešek,2020-05-03 14:03:16
Opravdovou revolucí v detonačních pohonech bude odpalování miniaturních termojaderných explozí, účinnost pak bude skoro o dva řády vyšší než v případě chemického pohonu
Re: Re: Revoluce
David Pešek,2020-05-04 16:58:02
Projekt orion byl navrhnut na odpalování klasických jaderných bomb daleko za lodí a přes odpružený a odstíněný tlačný plát udělovaly lodi zrychlení. Já měl jako revoluci spíše namysli odpalovat miniaturní fúzní reakce přímo v trysce motoru lodi nebo reakční komoře, malá kapsle na kterou je vivinut takový tlak a teplota až rázově imploduje a uvolní impuls ebergie, jsou i myšlenky že by toho šlo docílit lasery
Lvy Janáček
,2020-05-03 12:25:30
Jo a par připomínek:
"Létáme sice ke hvězdám" - ne, ke hvězdám určitě nelétáme, když tak jedině ke Slunci, takže ke hvězdě.
"Tento pohon by se měl uplatnit v horních raketových stupních nosných raket, které by se díky tomu měly stát méně hmotnými, výkonnějšími a šetrnějšími vůči přírodě." - tak psát o šetrnosti vůči přírodě a dále v článku dokonce o emisích, to už chce mít hodně pod čepicí. Jednak je to ve skutečnosti každému jedno (aktuálně třeba SLS SRB) a jednak u horních stupňů je to jaksi vcelku jedno i proto, že ty se už pohybují převážně mimo atmosféru a tedy emise se na zem již ve větší míře nevrací.
Re: Lvy Janáček
Leopold Trebichavský,2020-05-03 13:23:04
Nemáte tak docela pravdu. Uplatněním těchto motorů by se hodně ušetřilo na hmotnosti při startu a to jsou mise, které spousta lidiček zajímá.
Re: Re: Lvy Janáček
Lvy Janáček,2020-05-03 13:26:06
Reagujete na něco, co jsem vůbec nenapsal. Já jsem nijak nekomentoval to, jestli se to uplatní nebo neuplatní natož jestli to má smysl či nikoliv. Pokud tento motor má vyšší účinnost při současně nižší hmotnosti motoru, pak není co řešit a má to smysl. Ano ještě je důležitá spolehlivost. Já jsem psal o tom, že nemá smysl řešit emise a nikoliv mise.
Re: Re: Re: Lvy Janáček
Leopold Trebichavský,2020-05-03 14:13:36
Ano vypadlo mi "e" takže znovu. Úspora hmotnosti a úspora paliva, ať už je kterémkoliv stupni, se na emisích zde na Zemi, projeví a to dosti podstatně. Každé uspořené deko představuje tuny paliva a to už v přepočtu na zdejší emise při jakékoliv misi, není k zahození.
Re: Re: Re: Re: Lvy Janáček
Lvy Janáček,2020-05-04 13:52:38
Aha, takže ano na prvním stupni by to tak určitě bylo, na druhém už moc ne. Ale teď otázka, pokud bychom měli zájem na snížení emisí, nebylo by vhodnější to raději dělat už teď a to bez nákladů a ještě ušetřit? Bohužel zájem není a tak se dělá vše pro jejich zvýšení.
Pokud byste chtěl ušetřit víc emisí než vyprodukují všechny rakety dohromady, stačilo by v Praze zrušit příčné prahy a kostky a nebo třeba jen nastavit semafory a vypnout je v noci. Ale zájem je opačný, emise zvyšovat, takže smůla.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce