A forgó detonációs rakétahajtómű (Rotating Detonation Engine, RDE) egy nagyon hatékony hajtóműtípus, amely a detonációs hullámok jelenségét használja a hajtóanyag-keverék robbanásszerű égéséhez, hogy hajtóerőt termeljen.
A forgó detonációs hajtóművekkel (Rotating Detonation Engines, RDE) kapcsolatos kísérletek és kutatások több évtizedre nyúlnak vissza, az első koncepciók a 20. század közepén jelentek meg. A technológia érdeklődése az 1950-es és 1960-as években nőtt meg, amikor a tudósok és mérnökök elkezdtek foglalkozni az égési folyamatok és a detonációs hullámok jobb megértésével, hogy hatékonyabb és erőteljesebb hajtóműveket hozzanak létre.
A kísérletek és kutatások azonban korlátozottak voltak a korabeli technológiai és anyagtudományi korlátok miatt. A nagy hőmérsékletű és nyomású körülmények, valamint a detonációk által létrehozott erős dinamikai hatások kezelése komoly kihívásokat jelentett. Ennek ellenére az alapkutatás folytatódott, és az évek során lassan fejlődött.
A modern kísérletek és fejlesztések jelentős fellendülést mutattak az 2000-es évek elejétől, különösen a számítástechnikai és anyagtudományi fejlődéseknek köszönhetően, amelyek lehetővé tették a tervezők és kutatók számára, hogy jobban megértsék és kezeljék a detonációs folyamatokat. Az új generációs szuperötvözetek, hőálló anyagok és fejlett diagnosztikai eszközök fejlődése lehetővé tette a kutatók számára, hogy valós időben tanulmányozzák a detonációs folyamatokat, és tovább finomítsák a hajtóművek tervezését.
Az RDE-vel kapcsolatos kutatások ma már a katonai és polgári alkalmazásokra, valamint a repülési és űrkutatási iparban való potenciális felhasználásra koncentrálódnak. A kísérletek egyre inkább a gyakorlati megvalósíthatóság, az integráció és a megbízhatóság kérdéseire összpontosítanak, miközben folyamatosan keresik a módszereket az RDE technológia hatékonyságának és teljesítményének javítására.
- Hajtóanyag-bevitel: A hajtóműbe hajtóanyagot (pl. hidrogén vagy kerozin) és oxidálószert (gyakran oxigént) vezetnek. A hajtóanyag és az oxidálószer keveredik egy előre meghatározott arányban.
- Detonációs kamra: A keverék egy henger alakú detonációs kamrába kerül, amely körben van, így a hullámok folyamatosan keringhetnek benne.
- Igníció és Detonáció: A hajtóanyag-keverék gyulladása után egy detonációs hullám keletkezik. Ez a hullám nagyon magas hőmérsékletű és nyomású robbanásszerű égést hoz létre, ami gyorsan halad végig a kamrán. A detonációs hullám sebessége jóval meghaladja a hangsebességet, ami szuperszonikus detonációs hullámnak számít.
- Forgó hullám: Az RDE sajátossága, hogy ezek a detonációs hullámok körbeforgó mozgást végeznek a henger alakú kamrában. Ez a forgó mozgás folyamatosan fenntartja az égést és az energiatermelést, ami hatékonyabbá teszi a hajtóművet.
- Hajtóerő kibocsátás: Az égés során keletkező nagy nyomású gázok kiáramlanak a hajtómű végén lévő fúvókán keresztül, ami előremeneti hajtóerőt generál.
A forgó detonációs hajtóművek előnyei közé tartozik a magasabb hatásfok és a hagyományos égési hajtóművekhez képest alacsonyabb fogyasztás. Ezek a hajtóművek még a kutatás és fejlesztés korai szakaszában vannak, de ígéretesek a repülés, a rakétatechnológia és egyéb területeken való potenciális alkalmazásaik miatt. Az RDE technológia fejlődése lehetővé teheti a gyorsabb, hatékonyabb és gazdaságosabb hajtóművek létrehozását a jövőben.
A Japán Aerospace Exploration Agency (JAXA) világviszonylatban elsőként 2021 augusztus 19-én jelentette be, hogy sikeresen demonstrálta a “forgó detonációs motor” működését az űrben, azzal a céllal, hogy a meghajtó módszert a jövőben kiterjesszék a távoli űrutazásokra.
A rakéta forgó robbanásokat használ a gyűrűcsatornán belül. Ez a módszer nagy mennyiségű szuperhatékony tolóerőt generál egy lényegesen kisebb rakétából, amely kevesebb üzemanyagot használ és képes megváltoztatni a távoli űrutazást.
Kép: JAXA
