Aviation Week opublikował dziś niezwykle ciekawy artykuł o postępach w pracach nad silnikiem detonacyjnym. Zbudowanie takiego silnika jest marzeniem wszystkich konstruktorów silników odrzutowych, ale jak dotychczas nie udawało się to. Silnik detonacyjny jest marzeniem wszystkich jako że oczekuje się że będzie on zużywał nawet do 15% mniej paliwa niż najlepsze silniki turboodrzutowe. W normalnym silniku odrzutowym spalanie paliwa następuje pod stałym ciśnieniem – komory spalania są tak zaprojektowane by spalające się paliwo i powietrze miały jak się rozprężyć przy rosnącej temperaturze – na wyjściu mamy to samo ciśnienie co na wejściu, ale znacznie wyższą temperaturę. W przypadku silnika detonacyjnego celem jest spalanie paliwa w stałej objętości powietrza = na wyjściu zarówno temperatura jak i ciśnienie będą wyższe niż na wejściu. Silniki pulsacyjno-odrzutowe są znane od czasów II WW – taki miał właśnie pocisk V-1. Jednak w silniku V-1 następowała deflagracja paliwa – spalanie gdzie fala płomienia poruszała się z poddźwiękową prędkością. Powodowało to że silnik V-1 był bardzo nieefektywny. NASA prowadziła przez wiele lat badania nad silnikiem pulsacyjno-detonacyjnym, odtajniona część tych badań pokazuje spore trudności z budową takiego silnika, jednak jego zalety są olbrzymie – pozwala on na rozpędzanie samolotu od zera do co najmniej MACH 5. Legendarny (i pewnie nie istniejący) zwiadowczy samolot hipersoniczny Aurora miał podobno używać takiego silnika, ale to wszystko plotki o których pisałem wiele razy.
Silnik nad którym pracuje Aerojet jest jednak zupełnie inny od silników pulsacyjnych – udało się w nim stworzyć ciągłą detonację – porusza się ona kołowo wokół komory spalania. Eliminuje to wiele z problemów silnika pulsacyjno-detonacyjnego – przede wszystkim jego głośność i wibracje. Nie ma także potrzeby dla szybko zamykających się zaworów które ograniczają trwałość silników pulsacyjno-detonacyjnych. Jako że fala uderzeniowa porusza się w poprzek komory spalania to można wykorzystać jej energię dla podtrzymania procesu detonacji.
To rozwiązanie może w przyszłości służyć nie tylko w silnikach odrzutowych – użycie podobnej komory spalania w silniku rakietowym pozwoliło by zwiększyć jego efektywność. Niestety większość badań nad takim silnikiem jest utajniona więc nie za bardzo wiadomo jak daleko jesteśmy od zastosowań komercyjnych, jednak oficjalnie silnik taki jest obecnie na poziomie TRL 2-3 a za kilka lat ma osiągnąć TRL 6 (czyli działające prototypy w symulowanym normalnym środowisku pracy). Aerojet planuje pierwotnie użycie tego typu silników w turbinach gazowych elektrowni, do samolotów taki silnik trafi później. Jednak myślę że za kilkanaście lat silniki tego typu będą czymś zupełnie normalnym i będziemy się dziwili że dawniej silniki odrzutowe nie stosowały tego procesu fizycznego.
