Brandstofzuinig raketmotorontwerp voor ruimtevaartuigen (video)

Zuiniger en lichtere raketten voor toekomstige ruimtevaartuigen kunnen worden gerealiseerd met een nieuw type motor ontworpen aan de Universiteit van Washington. De rotating detonation engine (RDE) wordt aangedreven door schokgolven in een stuwmechanisme dat de noodzaak voor veel conventionele motoronderdelen elimineert.

De resultaten zijn gepubliceerd in Physical Review E

In plaats van drijfgas te verbranden en het uit de achterkant van de motor te leiden om stuwkracht te creëren, gebruikt de RDE concentrische cilinders om drijfgasstroom in een smalle ringvormige opening te leiden waar ontsteking plaatsvindt. Warmte wordt snel vrijgegeven om een schokgolf te creëren en er ontstaat een sterke puls van gas met een hoge druk en temperatuur, die sneller beweegt dan geluid.

De onderzoekers hebben modellen en experimentele analyses ontwikkeld om de aard en controle van de stuwkracht producerende ontploffingen beter te begrijpen. Verbrandingsprocessen in een testmotor werden gefilmd met een hogesnelheidscamera en de resulterende observaties werden gebruikt om wiskundige modellen te ontwerpen die ontploffingsdynamica en golfvormingsverschijnselen beschrijven.

Video’s die tijdens laboratoriumtests zijn gemaakt, documenteren drijfgasstromen in de opening tussen de cilinders en, na ontsteking, de vorming van een schokgolf veroorzaakt door snelle warmteafgifte. Vervolgens werd waargenomen dat ze stabiele verbrandingspulsen vormden het beschikbare drijfgas en bleven verbruiken.