Národní úřad pro letectví a vesmír (NASA) a letecká společnost IN Space LLC se sídlem v Indianě začaly analyzovat data z testů pozoruhodné konstrukce raketového motoru.
Testy se týkají rotujícího detonačního raketového motoru, který využívá vlny spáleného paliva a okysličovadla k vytváření tahu vytvářením nadzvukových rázových vln. Tyto motory jsou výkonnější než chemické motory používané k přepravě lidí a nákladu do vesmíru a testy NASA zahrnovaly více než tucet zážehů a vytvořily největší tah pro tuto konstrukci motoru. Cílem vesmírné agentury bylo otestovat pevnost materiálu prostřednictvím těchto testů a brzy plánuje otestovat ještě výkonnější variantu.
Typický raketový motor, jako je ten, který pohání raketu NASA Space Launch System (SLS) nebo řadu Falcon od SpaceX, používá ke generování tahu standardní spalovací komoru. Tato komora přivádí hnací plyn (palivo) a okysličovadlo (spalovací materiál) pod vysokým tlakem do komory, kde jsou zapáleny. Výsledný tah je pak směrován přes pečlivě vyrobenou trysku – a rovnováha výfukových plynů a produktů v komoře (tlak v komoře) je kritická při určování, zda bude motor fungovat, nebo zda jednoduše pošle výfukové plyny zpět do nádrží.
Tento proces se nazývá deflagrace, což je technický termín, při kterém se výfukové plyny nebo vedlejší produkty spalovací reakce pohybují pomaleji, než je rychlost zvuku. V podobném duchu je detonace, když se vedlejší produkty pohybují rychleji než rychlost zvuku nebo nadzvukově. To jim dodává další náboj, protože plyny excitují částice média, ve kterém se pohybují. Pro jednoduchou ilustraci, exploze trinitrotoluenu (TNT) na Zemi je detonace, protože vedlejší produkty vody, vodíku a oxidu uhelnatého a další se pohybují rychleji, než může zvuk ve vzduchu. To má také za následek charakteristickou rázovou vlnu, která je pozorována při explozích.
Rotující detonační motor také využívá principu detonace k vytvoření samoudržujícího tlaku uvnitř spalovací komory, což vede k vyšší spotřebě paliva a vyššímu výkonu. V takovém motoru se produkty spalování pohybují uvnitř válcové spalovací komory nebo toho, co se odborně nazývá mezikruží. Tvar této spalovací komory umožňuje, aby se tlakové vlny z detonace otáčely kolem motoru, přičemž vlny se samy „pronásledují“ v pozoruhodném procesu. Jejich vysoká rychlost vede k tomu, že vlny pokrývají desítky tisíc otáček za sekundu a proces detonace je lepší v přeměně energie paliva na tah ve srovnání s deflagrací.
NASA říká, že její RDNE prošlo několika testy v Marshall Space Flight Center v Huntsville, Alabama, a agentura analyzuje data z nich ve spolupráci s In Space, LLC. Dvojice provedla více než tucet testů, při kterých se motor zapaloval kumulativně déle než deset minut. Navíc test RDNE na plný plyn ukázal, že generuje tah 4 000 liber s tlakem v komoře 622 liber na čtvereční palec (psi), přičemž hodnota psi je nejvyšší pro design rotující detonace. Konvenční motory, jaké v současnosti používají NASA a SpaceX, mají tlak v komoře tisíce psi.
Cílem testů podle vesmírné agentury nebylo vytvořit nové rekordy tlaku v komoře. Namísto toho se NASA zaměřila na vyhodnocení, zda konstrukční materiály motoru mohou odolat vysokému namáhání detonačního spalování – zejména tomu, který se používá pro raketový pohon. Tyto materiály byly vyrobeny pomocí 3D výroby, přičemž přesným materiálem byla podle vesmírné agentury „GRCop-42 ze slitiny mědi vyvinutá NASA“. Náporový motor o hmotnosti 4 000 liber také úspěšně škrtil a předvedl vnitřní zapalování, přičemž NASA se nyní snaží otestovat mnohem výkonnější verzi s tahem 10 000 liber.
