Mis on impulssdetonatsioonimootor?

Impulssdetonatsioonimootor on tõukejõuseade, mis kasutab tõukejõu tekitamiseks kontrollitud plahvatusi. Seda tüüpi mootoreid on uuritud kasutamiseks ülehelikiirusega lennukites. Teoreetiliselt on impulssdetonatsioonimootorid tõhusamad kui traditsioonilised suurel kiirusel kasutatavad reaktiivmootorid ja suudavad juhtida lennukit nelja- või viiekordse helikiirusega.

Tavalised reaktiivmootorid süütavad kütust protsessis, mida nimetatakse “deflagratsiooniks”. See tähendab, et seni, kuni õhk on olemas, põleb kütus üsna ühtlase kiirusega. Deflagratsiooni käigus tekkivad paisuvad gaasid liiguvad helikiirusest aeglasemalt. See on kütuse tõhus kasutamine madalatel kiirustel, kuid see ei anna piisavalt energiat püsivaks ülehelikiiruseks.

Impulssdetonatsioonimootorid sõltuvad gaaside palju ägedamast ja jõulisemast paisumisest. Seda tüüpi tõukejõusüsteemi kütus sõna otseses mõttes plahvatab ja tekitab lööklaine, mis liigub kiiremini kui heli. Kui need detonatsioonid on tsüklilised või pulseerivad, tekib tõukejõud. Kontrollitud plahvatuste korduva impulsi tekitamiseks on vaja spetsiaalset ventiili. Selle klapi kõige levinum konstruktsioon on pöörlev ketas, mis võimaldab õhul põlemiskambrisse teatud intervalliga siseneda.

On oluline, et pulsi ajastus oleks ühtlane. Liiga pikk intervall detonatsioonide vahel takistab kasutatava tõukejõu kogunemist, samas kui liiga lühike aeg põhjustab ühe suure jätkusuutmatu plahvatuse. Impulssdetonatsioonimootori tekitatud kõrgsurve lööklaine tõttu peavad materjalid olema palju tugevamad ja raskemad kui traditsioonilises mootorikorpuses. Kõrge vibratsiooni- ja helitase on samuti tegurid, mida tuleb summutite ja isolatsiooni abil minimeerida.

Mitmed USA uurimisrühmad, sealhulgas National Aeronautics and Space Administration (NASA) ja Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), on katsetanud erinevaid impulssdetonatsioonimootorite tehnoloogia variatsioone. Seda tüüpi tõukejõul töötava lennuki esimene lend toimus 2008. aastal. Ülehelikiirust see katselennuk siiski ei saavutanud ja mootoriuuringud jätkusid.

Mõned teadlased usuvad, et impulssdetonatsioonimootoreid saab kombineerida teist tüüpi mootoritega. Seda tüüpi hübriidsüsteem võib võimaldada õhusõidukil kasutada õhkutõusu ajal kütusesäästlikku reaktiivmootorit ja seejärel lülituda kiireks reisimiseks võimsamale detonatsioonimootorile. Paljud disainerid oletavad, et impulssdetonatsiooniga tõukejõud võimaldab sõjaväel ehitada täiustatud luurelennukeid. Väga suurel ülehelikiirusel võib selline lennuk olla võimeline vaenlase kaitsest kõrvale hiilima ja ületama. Tõhusatel ülehelikiirusega mootoritel on ka tsiviilotstarbelisi rakendusi ja need võivad viia ülikiireteni maastiku- või mandritevaheliste lendudeni.