Nuevo sistema de propulsión de cohetes conocido como motor cohete de detonación rotativa

2020-05-18 10:11:17

"El estudio presenta, por primera vez, evidencia experimental de una detonación segura y funcional de propergoles de hidrógeno y oxígeno en un motor cohete de detonación rotativa", dijo Kareem Ahmed, profesor asistente de la UCF que dirigió la investigación.

Las detonaciones rotativas son continuas, explosiones a velocidades de Mach 5 que giran alrededor del interior de un motor cohete; estas explosiones se mantienen alimentando el sistema con propergol de hidrógeno y oxígeno en cantidades justas. El sistema mejora la eficiencia del motor cohete de manera que se genera más potencia y se utiliza menos combustible que en las energías tradicionales de los cohetes, lo que aligera la carga del cohete y reduce sus costos y emisiones.

Las explosiones a Mach 5 crean ráfagas de energía que viajan de 7.200 a 8.960 km por hora, lo que es más de cinco veces la velocidad del sonido. Están contenidas dentro de un resistente cuerpo del motor, construido de cobre y latón.

Esta tecnología ha sido estudiada desde los años 60, pero no ha tenido éxito debido a los propergoles químicos utilizados o a las formas en que se mezclan.

Los investigadores hicieron funcionar equilibrando cuidadosamente la tasa de entrada de los propergoles, hidrógeno y oxígeno, liberados en el interior del motor. Tenemos que ajustar el tamaño de los chorros que liberan los propergoles para mejorar la mezcla de hidrógeno-oxígeno. Así, cuando la explosión rotativa se encuentra con esta mezcla fresca, todavía se mantiene. Si la mezcla estuviese ligeramente fuera de lo previsto, tendería a deflagrarse, o a quemarse lentamente en lugar de detonar.

Los investigadores obtuvieron pruebas del funcionamiento correcto de su ingenio inyectando un trazador en el flujo de combustible de hidrógeno y cuantificando las ondas de detonación usando una cámara de alta velocidad. "El desarrollo de este método para caracterizar la dinámica de la onda de detonación es otra contribución de este artículo publicado en Combustion and Flame.

Fuente: Noticias de la Ciencia, UCF, Combustion and Flame

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