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.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okne
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.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneČítajte 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

Zem prišla o ochranný štít pred Slnkom. Nové dáta NASA odhalili desivú udalosť

Urobila presný opak. Astronómovia zachytili čiernu dieru pri šokujúcom procese

Najsuchšie miesto na Zemi zasypal sneh. Vyhlásili núdzový režim

Extrémne počasie v Európe má nečakaného vinníka. Problém sa začína na ďalekom mieste

Fyzici tomu nemohli uveriť. Diamanty dokážu vyrábať elektrinu, padlo 100-ročné pravidlo
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

AKTUÁLNE: Nevychádzaj von a neotváraj okná. Hasiči na západnom Slovensku bojujú s obrovským požiarom skládky

Sucho je horšie ako v roku 2003. Rekordne nízky Dunaj odhalil skryté tajomstvo

Onkológovia upozorňujú na skrytú nástrahu rannej kávy: Riziko rakoviny nesúvisí s jednou šálkou, ale s dlhodobými zvykmi

31. august prešiel a dôchodok nikde. Seniori si musia počkať, peniaze prídu v tomto termíne

Snoop Dogg ponúka prácu snov: Známy raper hľadá medzinárodného ochutnávača zmrzliny, zaplatí ti 10-tisíc dolárov mesačne
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Povolili e-biky s rýchlosťou 64 km/h aj rýchle elektrokolobežky. Má to však obrovský háčik
- Akčný hit valcuje kiná a prepisuje históriu. Online tak skoro nebude
- Na Slovensku začnú platiť nové pravidlá pre routery aj smart kamery. Výrobcom ostane 24 hodín
- Kvantový počítač hlási prelom. Vedci mu dali extrémne náročnú úlohu, zvládol ju za 15 minút
- Už tri roky ho ľudia neprestávajú sledovať. Vojnový film naďalej prekvapuje, príde aj pokračovanie
-
- Zajtra na Slovensku končí veľký operátor. Pobočky už zatvoril, náhrada prinesie viaceré výhody
- Akčný hit valcuje kiná a prepisuje históriu. Online tak skoro nebude
- Povolili e-biky s rýchlosťou 64 km/h aj rýchle elektrokolobežky. Má to však obrovský háčik
- Už tri roky ho ľudia neprestávajú sledovať. Vojnový film naďalej prekvapuje, príde aj pokračovanie
- Nové sci-fi Stevena Spielberga dorazilo online. Pozrieš si ho aj s dabingom, no jedna vec nepoteší
-
- Zajtra na Slovensku končí veľký operátor. Pobočky už zatvoril, náhrada prinesie viaceré výhody
- Už tri roky ho ľudia neprestávajú sledovať. Vojnový film naďalej prekvapuje, príde aj pokračovanie
- Povolili e-biky s rýchlosťou 64 km/h aj rýchle elektrokolobežky. Má to však obrovský háčik
- Črtá sa energetický poklad storočia. Spojenec Západu možno sedí na obrovskom zdroji čistej energie
- Volkswagen našiel páku na čínske autá. Elektrické SUV s dojazdom 660 km predáva za 18 600 eur
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
Ojazdené autá na Slovensku citeľne zdraželi. Priemerná cena stúpla, mení sa aj ponuka
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

AKTUÁLNE: Nevychádzaj von a neotváraj okná. Hasiči na západnom Slovensku bojujú s obrovským požiarom skládky

Sucho je horšie ako v roku 2003. Rekordne nízky Dunaj odhalil skryté tajomstvo

Onkológovia upozorňujú na skrytú nástrahu rannej kávy: Riziko rakoviny nesúvisí s jednou šálkou, ale s dlhodobými zvykmi

31. august prešiel a dôchodok nikde. Seniori si musia počkať, peniaze prídu v tomto termíne

