Detonation Flüssigkeitsraketentriebwerk

Es gibt drei Arten von Detonationstriebwerken für die Luft- und Raumfahrt, von denen einer ein Luftatmer ist.

Der erste ist eine Variante des Shock-Induced Combustion Ramjet oder Shcramjet (und ja, ich habe auch die ersten drei Mal S ch ramjet gelesen) mit dem Namen Oblique Detonation Wave Engine (ODWE) . Ein Shcramjet ist eine Variante des Hyperschall-Scramjets, bei dem H2-Kraftstoff in den Einlass vor dem Motor eingespritzt wird, um sich vor der Zündung zu vermischen. Insbesondere in einem ODWE verbinden sich die Stoßfronten so, dass sie eine konstante Detonationsfront in der Kammer erzeugen, um den Kraftstoff mit der Luft zu verbrennen.

Wie der Scramjet ist er für den Hyperschallflug gedacht, und seine Leistung unterhalb der Schallgeschwindigkeit wird wahrscheinlich miserabel sein, wenn er überhaupt funktionieren kann. Es scheint derzeit auf seine gesteigerte Leistung bei sehr hoher Überschallgeschwindigkeit (Mach 7-15) untersucht zu werden, wo es möglicherweise effizienter ist als herkömmliches Scramjet. Ein paar Luftstreitkräfte scheinen interessiert zu sein, ebenso wie ewig optimistische Single Stage To Orbit (SSTO)-Enthusiasten.

Dies ist wahrscheinlich nicht das, worauf hier verwiesen wird, da es sich um einen luftatmenden Motor handelt und der Artikel von einem Raketenmotor spricht.

Die nächsten beiden Motoren können sowohl mit Luft als auch mit internem Oxidationsmittel arbeiten, daher gehe ich davon aus, dass der Artikel auf einen davon verweist.

Der zweite ist eine Wendung einer alten Idee. Der Pulsejet war das erste Strahltriebwerk, das über das Prototypenstadium hinausging, berüchtigt für die V1-Buzzbombs. Es ist extrem einfach konzipiert, aber seine Treibstoffeffizienz ist miserabel und es ist sehr laut, weshalb es als Sackgasse für Flugzeuge aufgegeben wurde.

Eine Möglichkeit zur Effizienzsteigerung besteht darin, die (Unterschall-)Verpuffung im Triebwerk durch eine deutlich effizientere (Überschall-)Knallung zu ersetzen. Dies ist die Basis des Pulse Detonation Engine (PDE) . Ein paar Prototypen sind geflogen (Wikipedia erwähnt einen Testflug im Jahr 2008 in den USA), und es scheint Versprechen zu halten: Seine Treibstoffeffizienz ist gut, und sobald Sie den (erheblichen) Aufwand für Design und Feinabstimmung bewältigt haben, ist seine Basis Die Prinzipien sind einfach und geben Ihnen möglicherweise ein mechanisch einfaches, (hoffentlich) billiges Düsentriebwerk.

Ein großer Nachteil ist jedoch, dass es schrecklich laut ist, was es für den kommerziellen Einsatz ungeeignet macht.

Der nächste ist der Rotating Detonation Engine . Es scheint eine komplexere Weiterentwicklung der PDE zu sein. Anstelle eines relativ ineffizienten "Kammer füllen - detonieren - Kammer evakuieren"-Zyklus ist seine Kammer ein Ring, den Detonationswellen kontinuierlich umkreisen. Eine der (flachen, kreisförmigen) Seiten des Rings hat Injektoren, die Brennstoff und Oxidationsmittel genau im richtigen Moment senden, die andere Seite ist offen, damit die Detonationsprodukte die Kammer verlassen können.

Die früheste Referenz, die ich finden konnte, war ein Artikel von MBDA-Ingenieuren aus dem Jahr 2007, die damals gerade dabei waren, mit dem Prototyping zu beginnen. Sie schlugen vor, es mit einer Aerospike-Düse zu verwenden, und erwarteten, dass es deutlich billiger, leichter und besser sein würde$I_{SP}$als herkömmliche Verbrennungsraketen. Noch besser, indem Sie steuern, wie viele Detonationswellen gleichzeitig vorhanden sind, oder indem Sie zusätzliche Wellen nur auf einer Seite des Rings erzeugen und sie löschen, bevor sie die andere Seite erreichen, haben Sie eine eingebaute Drosselung und Schubvektorierung. Der Hauptnachteil (abgesehen von der beträchtlichen Schwierigkeit, es überhaupt zu entwerfen) scheint die erhöhte Erwärmung zu sein.

Natürlich sind sie kaum die einzigen, die es entwickeln. Es hat nicht nur großes Potenzial in Raketen (was bessere Raketen bedeutet, und Raketenkäufer haben Zugang zu viel Geld), sondern auch in der Brennkammer von Strahltriebwerken und Gasturbinen. Angenommen, sie meinen es ernst, wenn sie "revolutionär" sagen, würde ich erwarten, dass dies der fragliche Motor ist.

Wenn dies der Fall ist, ist die beabsichtigte Verwendung wahrscheinlich für Raketen. Ich würde erwarten, dass es eine Weile dauern wird, bis die von Natur aus konservativere Orbital-Booster-Industrie damit beginnt, sie zu verwenden. Sogar SpaceX hat in seinem Lauf um Effizienz kein Wort darüber verloren, noch irgendein anderer Akteur, von dem ich gehört habe. Aber ich wäre nicht überrascht, wenn ich in ein paar Jahrzehnten eine große Umstellung auf diese sehen würde….

Kombiniere den Shcramjet und den RDE und wer weiß? Vielleicht wird dieses Mal SSTE, wie kommerzielle Fusion, tatsächlich funktionieren….