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Schockwellen treiben Raketen der Zukunft an PDF Drucken E-Mail
Geschrieben von: Administrator   
Montag, den 01. Juni 2020 um 19:38 Uhr


Schockwellen treiben Raketen der Zukunft an

Motor auf Grundlage eines Modells der University of Washington verbraucht weit weniger Treibstoff

RDE auf dem Pr├╝fstand im Labor (Foto: James Koch, washington.edu)

RDE auf dem Pr├╝fstand im Labor (Foto: James Koch, washington.edu)

Seattle (pte/19.02.2020/10:51) Raketen sollen k├╝nftig von einem Brenner mit rotierender Detonationswelle (RDE) angetrieben werden. Das Triebwerk ist einfacher zu bauen und ben├Âtigt weitaus weniger Treibstoff als die bisher eingesetzten Raketenmotoren. Forscher der University of Washington http://washington.edu haben hierf├╝r ein mathematisches Modell fertiggestellt, das die Funktionsweise der Maschine exakt beschreibt. Dieses Modell setzt die Konstrukteure in die Lage, die Macken der RDE gezielt auszumerzen.

Ringf├Ârmige Brennkammer

Die RDE besitzt eine ringf├Ârmige Brennkammer, in die das Treibstoffgemisch eingespritzt wird. Nach der Z├╝ndung entsteht eine umlaufende Druckwelle, die die Detonationskraft verst├Ąrkt, ehe sie die Kammer verl├Ąsst und f├╝r Vortrieb sorgt. Das Treibstoffgemisch wird kontinuierlich zugef├╝hrt, sodass der Motor st├Ąndig Verbrennungsreste mit gro├čer Kraft ausst├Â├čt. Die Geschwindigkeit der Abgase ist h├Âher als die des Schalls.

"Die RDE ist noch im S├Ąuglingsalter", sagt James Koch, Doktorand der University of Washington. Jedoch ein faszinierender Antrieb, wenn er denn komplett verstanden wird. Daran arbeitet Koch. W├Ąhrend herk├Âmmliche Raketentriebwerke zahlreiche Aggregate ben├Âtigen, die die Verbrennung steuern und kontrollieren, sorgt die anf├Ąngliche Schockwelle, die sich bei der Z├╝ndung bildet, selbstst├Ąndig f├╝r den weiteren Verbrennungsprozess.

240.000 Bilder pro Sekunde

Koch und sein Team haben bereits ein Modell einer RDE gebaut, an dem sie unterschiedliche Parameter ├╝berpr├╝fen und ver├Ąndern konnten. Dann zeichneten sie den Verbrennungsprozess mit einer Hochgeschwindigkeitskamera auf. Jedes Experiment dauerte gerade einmal 0,5 Sekunden, aber mit einer Aufnahmegeschwindigkeit von 240.000 Bildern pro Sekunde konnten sie jedes Detail des Prozesses sichtbar machen.

Auf der Grundlage dessen, was sie sahen, entwickelten die Wissenschaftler das besagte mathematische Modell. "Es ist das einzige mathematische Modell, das in der Lage ist, den komplexen Verbrennungsprozess in der Ringkammer exakt zu beschreiben", so Co-Autor J. Nathan Kutz. Jetzt gehen die Forscher daran, auf der Basis des Modells eine zuverl├Ąssige Maschine zu bauen.

Video: https://youtu.be/gEYFy3qRNdo

(Ende)
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