Motor de detonação rotativo
Um motor de detonação rotativo (RDE - Rotating detonation engine) é um mecanismo proposto, utilizando uma forma de combustão por ganho de pressão, em que uma ou mais detonações viajam continuamente em torno de um canal anular. Embora nenhuma deles esteja em produção, simulações computacionais e resultados experimentais mostraram que esse motor tem potencial[1], e há amplo interesse e pesquisa sobre o conceito.[2] As desvantagens do motor de detonação rotativo incluem instabilidade e ruído. Um mecanismo de detonação rotativo pode ser um motor de foguete simples, com baixo consumo de combustível, que poderia permitir naves espaciais mais baratas e leves.[3]
Conceito editar
O conceito básico de um RDE é uma onda de detonação que viaja em torno de um espaço anular, que é um canal circular. Primeiro, o combustível e o oxidante são injetados no canal, normalmente através de pequenos orifícios ou fendas. Inicialmente, uma detonação deve ser iniciada na mistura combustível/oxidante pelo uso de alguma forma de ignitor. Depois que o motor é ligado, no entanto, a detonação é auto-sustentável. A detonação de passagem inflama a mistura combustível/oxidante, que libera a energia necessária para sustentar a detonação. Os produtos de combustão se expandem para fora do canal e também são expulsos do canal pelo combustível e pelo oxidante recebidos.[2][4] Ao contrário do motor convencional, este mecanismo de detonação rotativo usa a onda de choque naturalmente faz tudo sem precisar de ajuda adicional das peças do motor.[5]
História editar
Dispositivos de propulsão baseados em detonação rotativa foram propostos e testados foram realizados pelo menos desde a década de 1950.[6] Na década de 1960, pesquisas foram conduzidas sobre os efeitos da geometria, características de rotação, espiralamento da onda e outras variáveis.[7] Trabalhos posteriores desenvolveram protótipos de RDEs para medir o impulso de unidades de pequena escala como uma linha de base para o comportamento de modelos maiores, utilizando os resultados do trabalho experimental para verificar resultados teóricos e gerar novos resultados.[8][9]
Em meados dos anos 2000, os Laboratórios de Pesquisa da Força Aérea dos EUA começaram a publicar pesquisas sobre o funcionamento de motores de detonação rotativos.[10]
Cientistas comerciais e militares na China estão competindo com a Rússia, Coréia e EUA para aperfeiçoar a tecnologia RDE primeiro. A China concluiu testes em solo e realizou testes em um planador ferroviário fixo desde dezembro de 2021.[11]
Referências
- ↑ Lu, Frank; Braun, Eric (7 julho de 2014). «Rotating Detonation Wave Propulsion: Experimental Challenges, Modeling, and Engine Concepts». The American Institute of Aeronautics and Astronautics. Journal of Propulsion and Power. 30 (5): 1125–1142. doi:10.2514/1.B34802
- ↑ a b Wolanski, Piotr (2013). «Detonative Propulsion». Proceedings of the Combustion Institute. 34 (1): 125–158. doi:10.1016/j.proci.2012.10.005
- ↑ «A rotating detonation engine promises to make rockets more fuel-efficient». Tech Explorist (em inglês). 19 de fevereiro de 2020. Consultado em 19 de fevereiro de 2020
- ↑ «Pressure Gain Combustion Program Committee - Resources». AIAA Pressure Gain Combustion Program Committee. Consultado em 30 de dezembro de 2016
- ↑ Koch, James; Kurosaka, Mitsuru; Knowlen, Carl; Kutz, J. Nathan (10 de janeiro de 2020). «Mode-locked rotating detonation waves: Experiments and a model equation». Physical Review E. 101 (1). 013106 páginas. doi:10.1103/PhysRevE.101.013106
- ↑ Bing Wang; et al. «Recent Research Progress on Rotating Detonation and Its Application in Different Engines» (PDF)
- ↑ Schwer, Douglas; Kailasanath, Kailas (janeiro de 2011). «Numerical investigation of the physics of rotating-detonation-engines». Proceedings of the Combustion Institute (2): 2195–2202. ISSN 1540-7489. doi:10.1016/j.proci.2010.07.050. Consultado em 9 de agosto de 2022
- ↑ M., AIR FORCE INST OF TECH WRIGHT-PATTERSON AFB OH DEPT OF AERONAUTICS AND ASTRONAUTICS Russo, Rachel (junho de 2011). Operational Characteristics of a Rotating Detonation Engine Using Hydrogen and Air. [S.l.: s.n.] OCLC 832128239
- ↑ «www.intechopen.com/chapters/70511#B26». www.intechopen.com (em inglês). Consultado em 9 de agosto de 2022
- ↑ «Rotating Detonation Engine: The Old Is New Again». Engineering Research News (em inglês). 30 de março de 2017. Consultado em 9 de agosto de 2022
- ↑ Kadam, Tanmay (9 de agosto de 2022). «Hypersonic Revolution! Chinese Firm Claims Breakthrough In Novel Engine Technology That Both US & China Are Trying To Master». Latest Asian, Middle-East, EurAsian, Indian News (em inglês). Consultado em 9 de agosto de 2022
