Motor navržený pro loď se do auta nevejde... ale automobilové typy bývají uchváceny nejnovějšími technologiemi v oblasti třesků a boomů. Koneckonců, motor je motor, schopný obrovského výkonu (a kdo ví, kdy se takové inovace dostanou i do civilního sektoru).
Takže s ohledem na to se podívejme na rotující detonační motor - typ plynové turbíny, která je navržena pro účinnost, s pečlivě zkonstruovaným, konzistentním cyklem vstřiků a výbuchů. Není to úplně nové – patent byl udělen asi před 20 lety – ale na konci roku 2012 se právě rýsuje po povrchu svého potenciálu vyrábět energii pro velké druhy dopravy.
Výzkumníci říkají, že rotující detonační motor by mohl být také přizpůsoben k výrobě elektrické energie pro čistě elektrické lodě a letadla... až budeme dostatečně pokročilí, abychom měli spolehlivé lodě a letadla poháněná primárně elektřinou, tedy.
Armáda Spojených států se rozhodla investovat do výzkumu a vývoje rotačního detonačního motoru zčásti proto, že tato technologie je snadno škálovatelná – lze zvětšit velikost motoru a také se zvýší výroba energie. (Věřte tomu nebo ne, ne vždy to tak funguje.) Takže nikdy nevíme -- možná bude možné rotující detonační motor jednoho dne zmenšit a jeho plynulá výroba energie může pohánět všechny typy kolejových vozidel.
Máme tendenci myslet si, že tlaky vytvořené uvnitř motoru jsou více kontrolované než neorganizované "detonace" - chceme, aby to bylo předvídatelné, ne chaotické. Ale pokud motor dokáže řídit typický cyklus s dostatečnou přesností, aby produkoval stabilní výkon, může také ovládat detonace. A výbuch tlaku, který detonace vytváří, může mít za následek účinnější motor, pokud je správně zapojen. Motor obvykle míchá vzduch s palivem, aby jej připravil na detonaci, což je, když palivo uvolňuje svou energii. Účinnost uvolňování energie z paliva však velmi závisí na typu motoru.
Zde se rotující detonační motor liší od běžnějších typů motorů s plynovou turbínou. Vzduch a palivo se smísí (jako obvykle) před tím, než jsou vstříknuty do dlouhé kruhové spalovací komory, což "Physics Today" popsalo jako "sekvenční, kruhový způsob." První detonace spustí cyklus, ve kterém tlak ze zážehu pokračuje kolem komory a postupně zapálí každý vstřik. Tlak z každého zapalování udržuje cyklus v pohybu. Tlak pak vytlačuje výfukové plyny ze spalovací komory přes výfukovou trysku, což je ve skutečnosti tah generovaný motorem, a přechází na pohon jakéhokoli typu vozidla, ve kterém je motor instalován (v tomto případě typicky loď nebo letadlo).
Rotující detonační motor je ve skutečnosti variací jiné konstrukce motoru:pulzního detonačního vlnového motoru. Ačkoli motory s pulzní detonací poskytují úsporu energie oproti mnoha jiným typům motorů, stále mají svou vlastní neefektivnost. Jedním z důvodů je spalovací komora, která se musí po každém pulzu propláchnout. Rotující detonační motor je vylepšením oproti pulzujícímu designu, protože detonační vlna neustále obíhá kolem komory, což eliminuje potřebu ztrácet čas a energii proplachováním.
Protože detonace vytvářejí extrémní tlaky, detonační motor může být navržen bez přídavného kompresoru, který je obvykle vyžadován. Kompresory jsou nejen typicky složité, ale jejich provoz obecně také vysává hodně energie. Přidáním kompresoru do detonačního motoru je však ve skutečnosti ještě efektivnější. Tato kompatibilita usnadňuje dovybavení vozidel s plynovými turbínami pro použití s technologií detonačních motorů [zdroj:Green Car Congress].
Námořnictvo Spojených států získává veškerou zásluhu za své nedávné investice do technologie (a vylepšení zpravodajského cyklu), ale rotující detonační motor je v tuto chvíli ve skutečnosti v provozu již několik desetiletí. Patent na motor byl podán v roce 1982 a udělen v roce 1988 vynálezci jménem Shmuel Eidelman se sídlem v Rockville, Maryland. (Patent se ve skutečnosti nazývá „rotační detonační motor“ spíše než „rotující“ – není jasné, kdy se přezdívka změnila.)
Shmuel Eidelman byl zaneprázdněný muž. Od roku 1982 mu bylo uděleno 14 patentů se zaměřením na letectví, pohon a chemikálie prostřednictvím své práce s vědeckými korporacemi a vojenskými organizacemi [zdroj:PatentBuddy]. Takže když byl patent podán, zdálo se, že námořnictvo posunulo plynovou turbínu tak daleko, jak jen to šlo, a bylo na čase začít znovu přemýšlet.
Americké námořnictvo se zpočátku zajímalo o pulzní detonační motory (jak bylo popsáno dříve) a investovalo do výzkumu s cílem vyvinout tyto systémy pro úsporu paliva. Výzkumníci námořnictva říkají, že maximalizace potenciálu tohoto typu motoru závisí na pochopení jeho složité fyziky [zdroj:U.S. Naval Research Laboratory]. Rotující detonační motor je stále motorem s plynovou turbínou, stejně jako motory, které v současnosti pohánějí flotilu lodí a letadel námořnictva, ale vyladění a zpřesnění cyklu odemyká spoustu dalšího výkonu. Výzkumníci z námořnictva se domnívají, že rotující detonační motory mají potenciál snížit spotřebu paliva v nových zařízeních o 25 procent, což by znamenalo roční úsporu asi 300 až 400 milionů dolarů [zdroj:Quick]. Další výhodou systému je, že by mohl být nakonfigurován tak, aby napájel elektromotor, což by teoreticky umožnilo vojenským flotilám začít přecházet na (potenciálně) čistší, levnější a účinnější elektrické pohony.
Rotační detonační motory ještě nejsou připraveny k provozu, takže simulace jsou nejlepším ukazatelem jejich účinnosti – přesto jsou stále dostatečně slibné, že námořnictvo posouvá vývoj kupředu. Neexistuje žádný veřejně známý odhadovaný čas příjezdu nebo realizace, ale rotující detonační motor pravděpodobně dorazí – každopádně jednoho dne – na námořní základnu poblíž vás.
Nezdá se, že by někdo navrhl (alespoň zatím ne), že by rotující detonační motor mohl skutečně mít potenciál pro použití v osobních nebo nákladních automobilech. Vymyslel ho chlapík, který se specializoval na vojenskou techniku a do vývoje ho tlačí americké námořnictvo. Skutečná velikost modelu motoru ve vývoji nebyla nikde zmíněna, takže se jedná o spekulace. Ale víme to:Je zjevně dost velký na to, aby poháněl lodě a letadla, a to je mnohem více energie, než potřebuje auto. Kde by v tom byla účinnost?
Ale roky psaní o autech a dopravních technologiích mi ukázaly, že spousta věcí, které používáme každý den, byla původně vyvinuta pro úplně jiné účely – a závodní auta a vojenská vozidla jsou dva běžné zdroje. I když se úsporná auta v současnosti ubírají jiným směrem (hybridy, elektrika a biopaliva), není nepochopitelné říci, že jednoho dne by někdo mohl najít způsob, jak zmenšit superúčinný motor s plynovou turbínou a nacpat ho pod kapota auta.
