Rotating Detonation Rocket Engine

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Offline BadCop

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Rotating Detonation Rocket Engine
« am: 26. Januar 2024, 11:51:33 »
Die NASA hat wohl ein neuartiges Triebwerkskonzept erfolgreich getestet: https://www.nasa.gov/centers-and-facilities/marshall/nasas-3d-printed-rotating-detonation-rocket-engine-test-a-success/. Wenn ich es richtig verstehe, handelt es sich dabei um ein in 3D-Druck hergestelltes Triebwerk ohne bewegliche Teile namens RDRE (Rotating Detonation Rocket Engine).

Offline failsafe

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Re: Rotating Detonation Rocket Engine
« Antwort #1 am: 26. Januar 2024, 14:20:33 »
Diese Technologie wird in einer Reihe von Staaten vorangetrieben, u.a. USA, Russland, China, Japan, Polen; siehe auch  https://en.wikipedia.org/wiki/Rotating_detonation_engine

Offline rok

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Re: Rotating Detonation Rocket Engine
« Antwort #2 am: 26. Januar 2024, 18:36:53 »

Re: Rotating Detonation Rocket Engine
« Antwort #3 am: 26. Januar 2024, 19:58:02 »
Das ist ja mal richtig interessant!
Gibt auch ein Video von Scott Manley dazu, vielleicht ist jemand so nett, den Link einzustellen. Ich kann das von meinem Arbeitsplatzrechner nicht machen (Seite gesperrt).
&t=156s
« Letzte Änderung: 26. Januar 2024, 21:53:47 von thunder5 »
Der Horizont vieler Menschen ist ein Kreis mit Radius null - und das nennen sie ihren Standpunkt. (David Hilbert - nicht, wie oft behauptet, Albert Einstein)

Offline rok

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Re: Rotating Detonation Rocket Engine
« Antwort #4 am: 26. Januar 2024, 21:38:00 »
Es handelt sich also um ein Aerospike-Triebwerk, bei dem im Ringraum um den Zentralzylinder eine umlaufende Detonationswelle erzeugt wird. Eine Detonation unterscheidet sich von einer normalen Verbrennung („Deflagration“) dadurch, dass die Stoßwelle mit Überschallgeschwindigkeit durch das Gasgemisch läuft.

Man kann das Verfahren auch in einem normalen Triebwerk erzeugen, allerdings entstehen dann wirklich einzelne Detonationen, bei denen nach dem Ausstoßen des heißen Gases erst wieder Frischgas in die Brennkammer geleitet werden muss. Diese seriellen Detonationen erzeugen natürlich erhebliche Vibrationen.

Durch ein gezieltes umlaufendes Einspritzen um den zentralen Zylinder herum erhält man eine permanente Detonationswelle, deren Abgase durch die Konusform am hinteren Ende der Brennkammer beim Ausstoßen gebündelt werden.

Tests aus 2022:

https://www.nasa.gov/centers-and-facilities/marshall/nasa-validates-revolutionary-propulsion-design-for-deep-space-missions/



 
Aber, warum ist eine Detonation effektiver als eine Deflagration?


......

Und hier noch ein neueres Video von einem 4-Min.-Test eines 26-kN-Triebwerks, das mit einem zusätzlichen Mantel versehen ist, um den Abgasstrahl noch stärker zu bündeln.


Re: Rotating Detonation Rocket Engine
« Antwort #5 am: 26. Januar 2024, 21:56:01 »
In dem Video wird das so erklärt, dass bei herkömmlicher Deflagration schon vor der Verbrennung eine (temperaturbedingte) Volumenzunahme, also Expansion, erfolgt, was Energie kostet.
Der Horizont vieler Menschen ist ein Kreis mit Radius null - und das nennen sie ihren Standpunkt. (David Hilbert - nicht, wie oft behauptet, Albert Einstein)

Offline rok

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Re: Rotating Detonation Rocket Engine
« Antwort #6 am: 26. Januar 2024, 22:28:14 »
Tja, die Thermodynamik hab ich leider nie so richtig verstanden. (seufz)

Offline rok

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Re: Rotating Detonation Rocket Engine
« Antwort #7 am: 26. Januar 2024, 23:26:42 »
Meine laienhafte Vermutung ist, dass durch die Stoßwelle Bereiche entstehen in denen das Abgas unter höherem Druck steht, wie bei der Überschall-Schleppe eines Flugkörpers.

Die Temperatur des Gases im Brennraum ist so hoch wie bei einer normalen Verbrennung, aber diese "Hochdruckgebiete" führen noch zusätzliche potentielle Energie mit sich, die sich bei der Entspannung hinter der Düse zusätzlich in kinetische Energie umwandelt.

Offline BadCop

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Re: Rotating Detonation Rocket Engine
« Antwort #8 am: 26. Januar 2024, 23:58:23 »
Ich habe noch nicht verstanden welche Triebwerke durch einen solchen RDRE ersetzt werden können. Vom Prinzip her kann es hier nur um Flüssigkeitstriebwerke gehen.

Aber ist es auch wiederzündfähig?
Arbeitet es bei atmosphärischem Druck und im Vakuum (ggf. 2 verschiedene Versionen?)?
Bedeutet diese Technik höhere erzielbare Geschwindigkeiten oder höhere Nutzlasten oder beides?

Und ganz zum Schluß: Lässt sich denn prinzipiell diese Technik z.B. mit derjenigen der Hall-Thruster kombinieren?

Offline rok

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Re: Rotating Detonation Rocket Engine
« Antwort #9 am: 27. Januar 2024, 01:37:13 »
Ja es handelt sich um ein Flüssigkeitstriebwerk, es ist wiederzündfähig.
Es wird sicherlich Unterschiede in der Bauart geben, aber das Tiebwerk ist natürlich für beide Bereiche nutzbar.
Laut Wikipedia (s. o.) hat es eine bis zu 25% "effizientere Kraftstoffnutzung", die kann man für größere Nutzlasten und/oder höhere Geschwindigkeiten nutzen.
Es ist nicht mit einem Hall-Antrieb kombinierbar, weil es sich um eine andere Technologie mit anderem "Treibstoff"  (bspw. ein Edelgas wie Xenon) handelt.