Motor de cohete líquido de detonación

Hay tres tipos de motores de detonación aeroespacial de los que he oído hablar, uno de los cuales es un respirador de aire.

El primero es una variante del estatorreactor de combustión inducida por choque, o Shcramjet (y sí, también leí S ch ramjet las primeras tres veces) llamado motor de onda de detonación oblicua (ODWE) . Un shcramjet es una variante del scramjet hipersónico, donde se inyecta combustible H2 en la entrada, frente al motor, para mezclarlo antes de encenderlo. En un ODWE específicamente, los frentes de choque se combinan de tal manera que crean un frente de detonación constante en la cámara para quemar el combustible con el aire.

Al igual que el scramjet, está diseñado para vuelos hipersónicos, y su rendimiento por debajo de la velocidad del sonido probablemente será abismal, si es que puede funcionar. Parece que se está estudiando en este momento por su mayor rendimiento a velocidades hipersónicas muy altas (Mach 7-15), donde puede ser más eficiente que el scramjet convencional. Algunas fuerzas aéreas parecen interesadas, así como los eternamente optimistas entusiastas de Single Stage To Orbit (SSTO).

Probablemente esto no sea a lo que se hace referencia aquí, ya que es un motor que respira aire, y el artículo habla de un motor de cohete.

Los siguientes dos motores pueden funcionar con aire o con oxidante interno, por lo que espero que el artículo haga referencia a uno de ellos.

El segundo es un giro en una vieja idea. El pulsorreactor fue el primer motor a reacción en ir más allá de la etapa de prototipo, infamemente en las bombas V1. Es extremadamente simple de concepción, sin embargo, su eficiencia de combustible es abismal y es muy ruidoso, razón por la cual ha sido abandonado como un callejón sin salida para los aviones.

Una opción para mejorar la eficiencia es reemplazar la deflagración (subsónica) en el motor por una detonación (supersónica) mucho más eficiente. Esta es la base del motor de detonación de pulsos (PDE) . Han volado algunos prototipos (Wikipedia evoca un vuelo de prueba en 2008 en los EE. UU.), y parece prometer: su eficiencia de combustible es buena, y una vez que logró el (considerable) esfuerzo de diseñarlo y afinarlo, su base Los principios son simples, y potencialmente le brindan un motor a reacción mecánicamente simple y (con suerte) barato.

Sin embargo, un inconveniente importante es que es terriblemente ruidoso , lo que lo hace inadecuado para uso comercial.

El siguiente es el Motor de Detonación Giratorio . Parece ser una evolución más compleja en el PDE. En lugar de tener un ciclo relativamente ineficiente de "llenar la cámara - detonar - evacuar la cámara", su cámara es un anillo por el que las ondas de detonación viajan continuamente. Uno de los lados (plano, circular) del anillo tiene inyectores que envían combustible y comburente en el momento justo, el otro lado está abierto para que los productos de la detonación salgan de la cámara.

La primera referencia que pude encontrar fue un documento de 2007 de los ingenieros de MBDA, que en ese momento estaban a punto de comenzar a crear un prototipo. Sugirieron usarlo con una boquilla aerospike y esperaban que fuera significativamente más barato, más liviano y con mejor$I_{SP}$que los cohetes de combustión convencionales. Aún mejor, al controlar cuántas ondas de detonación hay al mismo tiempo, o al crear ondas adicionales solo en un lado del anillo y extinguirlas antes de que lleguen al otro lado, tiene aceleración y vectorización de empuje incorporados. El principal inconveniente (aparte de la considerable dificultad de diseñarlo en primer lugar) parece ser el aumento de la calefacción.

Por supuesto, no son los únicos que lo desarrollan. No solo tiene un gran potencial en cohetes (lo que significa mejores misiles, y los compradores de misiles tienen acceso a mucho dinero), sino también en la cámara de combustión de motores a reacción y turbinas de gas. Entonces, suponiendo que lo digan en serio cuando dicen "revolucionario", esperaría que este sea el motor en cuestión.

Si es así, el uso previsto es probablemente para misiles. Espero que pase un tiempo antes de que la industria de refuerzo orbital, por diseño, más conservadora, comience a usarlo. Incluso SpaceX en su carrera por la eficiencia no ha dicho una palabra al respecto, ni ningún otro actor del que haya oído hablar. Pero no me sorprendería ver un gran cambio a esos en unas pocas décadas...

Combine el Shcramjet y el RDE y ¿quién sabe? Tal vez esta vez SSTE, como la fusión comercial, realmente funcione...