Po 60 rokoch výskumu sú unikátne raketové motory pripravené k letu. NASA to však s nimi už vzdala
Portál Wired priniesol zaujímavé informácie o raketových motoroch, ktoré sú poháňané výbuchmi. Zatiaľ čo pre raketových inžinierov sú výbuchy v tradičných raketových pohonoch katastrofou, v prípade rotačných detonačných motorov ide ale o hlavnú pointu celého systému. Problém rotačných detonačných motorov je však ten, že ešte žiaden z nich sme neboli schopní otestovať v reálnej prevádzke.
Rotačné detonačné motory sú totižto vo vývoji už viac ako 60 rokov po tom, čo prvá myšlienka vytvorenia motora s kontrolovanými výbuchmi skrsla ešte na začiatku 60. rokov minulého storočia.
Aktuálne sa týmto druhom motorov zaoberá Kareem Ahmed, riaditeľ Laboratória pre výskum pohonných hmôt a energie na Univerzite v strednej Floride.
Žiadne sci-fi, ale čoskoro realita
V skutočnosti rotačné detonačné motory alebo RDE znejú ako niečo z hollywoodskych sci-fi filmov. RDE sú však rovnaké ako všetky ostatné raketové motory – palivo a oxidačné činidlo sú zapálené a vytlačené z dýzy pri vysokých rýchlostiach, ktoré odpália raketu v opačnom smere.
V konvenčných kvapalinových raketových motoroch, aké sa používajú v SpaceX, sú palivo a oxidačné činidlo natlakované a privádzané do zapaľovacej komory napríklad pomocou objemných turbodúchadiel. Rotačný detonačný motor tieto tlakové systémy nepotrebuje, nakoľko vlna z detonácie, ktorú je možné vidieť na simulácii vyššie, poskytuje potrebný tlak sama o sebe.
Ide však o teóriu, ktorú sa ešte nepodarilo úplne pretaviť do praxe a vedci stále zápasia s viacerými problémami. Začiatkom mesiaca Ahmed a tím vedcov zverejnili výsledky testov jedného z prvých rotačných detonačných motorov, ktorý ako pohonné látky využil vodík a kyslík, píše portál Sciencedirect.com. Mnoho inžinierov ale verilo, že táto chemická zmes je príliš prchavá, aby sa mohla použiť ako palivo pre rotačný detonačný motor.
Počet detonačných vĺn vytváraných motorom sa totižto určuje podľa toho, koľko pohonných hmôt je načerpaných do systému. Motor postavený Ahmedom a jeho kolegami vykázal päť takýchto vĺn, zatiaľ čo iné RDE vykázali až osem. Stále tak nie je jasné, ako počet vĺn ovplyvňuje výkon samotného motora. Ide tak o niečo, čo musia vedci pred samotným nasadením motorov pochopiť.
Aby bolo možné vlny produkované RDE motorom študovať, Ahmed a jeho kolegovia pridali do pohonných látok chemický indikátor a natáčali činnosť motora pomocou vysokorýchlostnej kamery so záznamom pri viac ako 200 000 snímkach za sekundu. Vizualizácia motora tak vyzerá ako veľké otočné koleso pripomínajúce pulzátor.
Dôvodom je fakt, že funkčný RDE vyžaduje pre udržanie počiatočnej detonácie rotáciu. Pohonné látky sú privádzané do motora pomocou špeciálne navrhnutej vstrekovacej platne s desiatkami malých dýz, ktoré zapálením paliva tlačia detonačnú vlnu a umožňujú jej otáčať sa okolo valca. Keď detonačná vlna zasiahne čerstvé palivo a oxidačné činidlo, rýchlo zvyšuje teplotu a tlak plynov.
Počiatočná detonácia zapaľujúca motor vytvára detonačnú vlnu, ktorá sa pohybuje rýchlosťou až 4000 míľ za hodinu (~6 437 km/h) na vzdialenosť približne jedného centimetra. Akonáhle je motor naštartovaný, je ťažké odčleniť slabý signál rotujúcich detonačných vĺn od zvyšku plameňa. Preto je ťažké detonačné vlny študovať a pochopiť.
Pokiaľ ale vedci tento princíp dostatočne nepochopia, nasadenie RDE motorov do praxe nebude možné. Dokonca aj NASA po komplikáciách so zostavením systému a kontrolovaním výbuchu projekt RDE motorov opustila. Ich výskum tak išiel do úzadia a momentálne na ňom pracuje len Ahmed a jeho výskumná skupina, ktorá si za cieľ kladie prvý let za pomoci týchto motorov už v roku 2025.
Simulácie RDE motorov ženú superpočítače k ich hraniciam
Na prekonanie problémov RDE motorov tak technici používajú výpočtovú dynamiku tekutín, aby vytvorili podrobnú simuláciu detonačného procesu. Je to rovnaká výpočtová technika, ktorá sa používa aj na navrhovanie nových lietadiel, ponoriek a rakiet. V prípade RDE motorov ale táto simulácia poženie výkon superpočítačov k ich hraniciam.
James Koch, postdoktorandský výskumník aplikovanej matematiky na Washingtonskej univerzite, vniesol do týchto simulácií, ktoré trvajú na najvýkonnejších superpočítačoch aj tri týždne, nový matematický prístup. Obrátil sa na odvetvie matematiky nazývané nelineárne vlny a dynamika vzorov, ktoré mu umožnili vytvoriť simulácie spustiteľné aj na laptope, ktoré trvajú 30 sekúnd.
Stále ide len o abstraktné modelovanie, ktoré tak skoro simulácie superpočítačmi nenahradí. Jeho simulácie sú totižto abstraktné v zmysle, že neumožňujú simulácie konkrétnych RDE. Nie je tak možné započítať počet vstrekov, druh paliva, priemer motora a ďalšie parametre. Ide ale o prístup, ktorý predstavuje potrebný krok vpred.
Ak sa ale problémy s RDE motormi dokážu vyriešiť, majú toho veľa čo ponúknuť a dokonca môžu byť výkonnejšie ako najmodernejšie raketové pohony. Dokonca sa o nich uvažuje aj v prípade výroby energie.
Najprv ich ale vedci musia úspešne aplikovať do praxe v prípade raketových pohonov, nakoľko dokážu rakety odľahčiť a byť úsporné v spotrebe paliva. Napriek problémom vedci rýchlo napredujú a tak možno uvidíme RDE motory v praxi naozaj čoskoro.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Začala prvá vesmírna vojna, tvrdia experti. Na orbite je rušno, čínska „armáda“ satelitov je len špička ľadovca
Vedci ostali šokovaní: ChatGPT vyriešil 2000-ročný matematický problém kurióznym spôsobom
Zrodila sa technológia, ktorá berie dych. Lietadlo obalené bublinou môže znamenať revolúciu v histórii letectva
Najstaršie múmie sveta šokovali vedcov. Objav je o celé tisícročia starší než Egypt aj Čile
Jadro Zeme ukrýva palivo na tisícky rokov. Ak ľudstvo prekoná výzvu, čaká ho neobmedzený pokrok
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
MIMORIADNE: Polícia zadržala známeho podnikateľa. Je podozrivý zo zločinu voči maloletým
Prelomový objav v boji s Parkinsonovou chorobou: Vedci odhalili, ako toxické proteíny ničia bunky
Andrej Danko končí vo funkcii: SNS má nového šéfa klubu
Investovanie sa predraží. Odvody správcovských spoločností na Slovensku stúpnu až 3,5-násobne
Nebezpečná aplikácia Slovákom kradne peniaze, kryptomeny aj údaje. Odborníci radia, čo robiť
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Zrodila sa technológia, ktorá berie dych. Lietadlo obalené bublinou môže znamenať revolúciu v histórii letectva
- Vedci ostali šokovaní: ChatGPT vyriešil 2000-ročný matematický problém kurióznym spôsobom
- Stroj zo studenej vojny prerobili na toto. Svetová veľmoc uchvátila svet, môže mať zákerné úmysly
- Slovákom leží v zuboch dodnes. Toto je príbeh filmu, kvôli ktorému Habera zažaloval Tarantinovho žiaka
- Môže zasiahnuť ciele na celom svete. Európsky štát vyvíja jadrovú raketu s doletom 10 000 km
-
- Zrodila sa technológia, ktorá berie dych. Lietadlo obalené bublinou môže znamenať revolúciu v histórii letectva
- Hovoria o najlepšom filme posledných rokov. Oscarové prekvapenie je konečne online
- Stroj zo studenej vojny prerobili na toto. Svetová veľmoc uchvátila svet, môže mať zákerné úmysly
- Slovákom leží v zuboch dodnes. Toto je príbeh filmu, kvôli ktorému Habera zažaloval Tarantinovho žiaka
- Ponúka silný motor za dostupné ceny. Volkswagen spustil na Slovensku predpredaj nového SUV
-
- Na Slovensku odštartovala nová TV stanica. Dá sa pozerať úplne zadarmo a je v HD kvalite
- Na objavenie čakal 140 miliónov rokov. 15 km pod Európou našli vedci stratený svet
- Zrodila sa technológia, ktorá berie dych. Lietadlo obalené bublinou môže znamenať revolúciu v histórii letectva
- Pošlú ich rovno do šrotu. Kontroverzná regulácia Európskej komisie o autách je na spadnutie
- Nič podobné nenašli vyše 150 rokov. Záhadný kameň v Egypte odhalil „posolstvo“ staré 2263 rokov
Poľsko sa výrazne vojensky vyzbrojuje. Do konca roka chce posilniť svoju kľúčovú zónu
Kybernetická éra sa ukázala v Košiciach. SlovakiaTech 2025 láme všetky očakávania
Realita o elektroautách prekvapila celé Slovensko. Len malá časť ľudí má reálnu skúsenosť za volantom
Nečakaná krajina zbrojí na úroveň veľmocí. Od Izraelu kúpila zbrane za vyše 2 miliardy eur
Nenápadný faktor nás oberá o miliardy eur: Európska únia je pod tlakom extrémnych javov, ničia ekonomiku štátov
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP