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

Nemci prelomili veľkú bariéru kvantových počítačov. Ich nový systém poháňajú diamanty

Vedci sa pozreli na Slnko s rekordným detailom. Uvideli niečo doteraz nevídané

Fyzici videli kvantový jav, ktorý bol doteraz skrytý. Môže odhaliť tajomstvá supravodivosti

Vedci tomu nerozumejú. Jadro Zeme náhle zmenilo smer

Veľký prelom vo fyzike: Vedci naučili teplo prúdiť ako svetlo v optickom vlákne
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Revolúcia v liečbe cholesterolu: Vedci odhalili nový spôsob, ako prinútiť pečeň požierať nebezpečný LDL tuk
PREMIUM„Zavoláme uchádzačovi a telefón zdvihne mama.“ Odborníčka prezradila 3 najčastejšie chyby Gen Z pri pracovnom pohovore

Vodička na D1 prešla do protismeru, zrážku s nákladiakom neprežila. Kľúčový tunel je uzavretý

Máš doma tento router? Experti varujú pred špionážnym komponentom, zariadenia odosielajú tvoje údaje na cudzie servery

5-tisíc eur mesačne pre „neplateného“ šéfa: SFZ prehovoril o skutočných odmenách Jána Kováčika
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Pritvrdili proti elektrokolobežkárom. Prilba nestačí, jazdci musia po novom nosiť aj toto
- Veľké finále sa odkladá. Netflix v tichosti presúva jeden zo svojich najdrahších seriálov
- Fantasy udalosť leta sa skončila, ale chystá sa niečo oveľa lepšie. Toto všetko ešte príde
- Nové MG prichádza ako hybrid. Na elektrinu prejde 245 km a celkovo takmer 1 750 km
- Taiwan ukázal zbrane pre „pekelnú zónu“. Čínu by zničil armádou 210 000 strojov
-
- Pritvrdili proti elektrokolobežkárom. Prilba nestačí, jazdci musia po novom nosiť aj toto
- Čína buduje obrovský „solárny múr“. Megaprojekt má zastaviť ekologickú pohromu
- Majiteľ Hyundaiu zvýšil dojazd svojho EV takmer o 150 km. Urobil pritom úplne triviálnu vec
- Taiwan ukázal zbrane pre „pekelnú zónu“. Čínu by zničil armádou 210 000 strojov
- Fantasy udalosť leta sa skončila, ale chystá sa niečo oveľa lepšie. Toto všetko ešte príde
-
- Čína buduje obrovský „solárny múr“. Megaprojekt má zastaviť ekologickú pohromu
- Slovensko čaká noc plná padajúcich hviezd. Takéto podmienky na Perseidy sa často neopakujú
- Pritvrdili proti elektrokolobežkárom. Prilba nestačí, jazdci musia po novom nosiť aj toto
- OFICIÁLNE: Matrix dostane nový film, hlavná hviezda sa vyjadrila jasne
- Výsmech divákom. Netflix pridal do ponuky geniálne filmy, pozrie si ich málokto
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
Umelá inteligencia produkuje sofistikovaný podvod. Odborníci varujú pred novou vlnou
Zelená domácnostiam pokračuje, no podmienky stále chýbajú. SIEA prezradila, čo sa zmení
Extrémne sucho zasahuje už 38 % Slovenska. SHMÚ varuje pred kriticky vyschnutou pôdou
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Revolúcia v liečbe cholesterolu: Vedci odhalili nový spôsob, ako prinútiť pečeň požierať nebezpečný LDL tuk
PREMIUM„Zavoláme uchádzačovi a telefón zdvihne mama.“ Odborníčka prezradila 3 najčastejšie chyby Gen Z pri pracovnom pohovore

Vodička na D1 prešla do protismeru, zrážku s nákladiakom neprežila. Kľúčový tunel je uzavretý

Máš doma tento router? Experti varujú pred špionážnym komponentom, zariadenia odosielajú tvoje údaje na cudzie servery

