O.S.E.L. - Rotační detonační pohon pro kosmické lodě úspěšně prochází testy NASA
 Rotační detonační pohon pro kosmické lodě úspěšně prochází testy NASA
Konvenční spalovací raketový pohon sice udělal spoustu práce, ale pro lety do hlubin Sluneční soustavy se moc nehodí. NASA a další agentury letů do vesmíru věří mimo jiné rotačnímu detonačnímu pohonu, v němž se palivo nespaluje, ale detonuje. NASA nedávno úspěšně testovala malý demonstrátor společnosti In Space LLC. Příště bude podstatně větší!

Rotační detonační pohon na plné detonace. Kredit: NASA.
Rotační detonační pohon na plné detonace. Kredit: NASA.

Zhruba před 2 lety jsme na OSLU psali o převratném rotačním detonačním raketovém pohonu, v tomto případě týmu University of Central Florida, který vyznává filozofii velmi odlišnou od klasických raketových motorů. Stručně řečeno – výbuchy udělají více šťávy než spalování, pokud to ovšem vydrží motor. Mezitím se ukázalo, že NASA tomuto pohonu věří a že s ním počítá pro lety do vzdálenějších končin Sluneční soustavy. Revoluční pohon jim důvěru vrací vynikajícími výsledky v testech.

 

Spalovací raketové motory prověřil čas. Na první pohled jsou divoké, zvlášť když jedou na plný výkon, ale ve skutečnosti je spalování paliva s okysličovadlem relativně pomalé a spořádané. Detonace, to jsou opravdu výbuchy, se vším všudy. Zběsilé, nepředvídatelné a uvolňující ohromné množství energie v podobě rázových vln, rozpínajících se nadzvukovou rychlostí.

 

NASA, stejně jako i další zájemci, chce rotační detonační pohon z několika důvodů. Detonační pohon má oproti spalovacímu podstatně vyšší teoretickou účinnost, možná až o 25 procent. Detonační motory by měly vytvořit více tahu s využitím méně paliva. To v letech do vesmíru znamená levnější provoz a větší dosah.

 

Revoluční pohon si v testech vede výtečně. Kredit: NASA.
Revoluční pohon si v testech vede výtečně. Kredit: NASA.

Další výhodou detonačních motorů je, že jsou vstřícné vůči hypersonickým technologiím. Detonace jsou nadzvukové, což kromě zmíněné vyšší účinnosti rovněž příznivě snižuje zahřívání a odpor u hypersonických aplikací. Klasické spalovací pohony musejí při nadzvukových/hypersonických rychlostech brzdit vzduch vstupující do motoru na podzvukovou rychlost, aby vůbec mohlo ke spalování dojít.

 

V současné době jsou rotační detonační pohony pro kosmické lodě populární a pracuje na nich celá řada aktérů, od americké University of Central Florida ve spolupráci s Air Force Research Laboratory, přes Venus Aerospace nebo Aerojet Rocketdyne, až po australský RMIT spolupracující s DefendTex. Japonská agentura JAXA už dokonce loni otestovala malý rotační detonační pohon za letu japonské výzkumné suborbitální rakety S-520-31.

 

Logo. Kredit: IN Space LLC.
Logo. Kredit: IN Space LLC.

Pokud jde o zmíněné nedávné testy NASA, v tomto případě spolupracují s americkou společností In Space LLC se sídlem v Indianě. Jejich malý demonstrátor NASA prověřila v pozemních testech v prostoru East Test Area, který je součástí Marshall Space Flight Center v Huntsville, Alabama. Zveřejněné video je příjemně podmanivé.

 

Pohon by zažehnut více než tucetkrát a byl v provozu celkem téměř 10 minut. Jak lakonicky dodávají komentátoři, tímto rotační detonační pohon prokázal, že si důstojně poradil s hlavní technologickou výzvou tohoto systému – čili neexplodovat a nerozpadnout se na malé kousky. Motor byl v tomto případě postaven 3D tiskem typu spékání práškové vrstvy (powder bed fusion), při němž byla použita slitina mědi GRCop-42. Tuto slitinu přitom vyvinula sama NASA s tím, že musí vydržet extrémní podmínky neustálých detonací, aniž by se příliš přehřívala.

##seznam_reklama##

NASA oznámila, že pohon společnosti In Space LLC vyvinul nepřetržitý tah přes 1 800 kilogramů po dobu téměř jedné minuty a vytvořil tlak v komoře cca 4,29 MPa (622 psi), což by měl být rekord pro tento typ designu pohonu. Vzhledem k velmi slibným výsledkům již NASA pracuje na podstatně větším a opětovně použitelném pohonu tohoto typu s tahem přes 4 530 kg. V této velikostní kategorii by měl rotační detonační pohon začít vykazovat přínos oproti konvenčním spalovacím motorům.

 

Video: Rotating Detonation Rocket Engine Test at Marshall Space Flight Center

 

Literatura

New Atlas 31. 1. 2023.


Autor: Stanislav Mihulka
Datum:02.02.2023