「星際大戰引擎」成真 NASA旋轉爆震火箭創下新紀錄

經典科幻史詩片星際大戰的「納卜戰機」,它的引擎中間有個軸,噴嘴在四周,與NASA研究中的旋轉爆震引擎外型幾乎一致。(圖/STAR WARS WIKI,NASA)

美國航太總署NASA所設計的「旋轉爆震火箭引擎」(rotating detonation rocket engine,RDRE or RDE)剛剛完成了一個里程碑的測試結果,它利用持續的爆炸做爲推力,比現行的燃燒推力有更強的動力。巧合的是,它的噴嘴外型,剛好與星際大戰電影中的太空船很像,如同科幻成真。

新阿特拉斯(New Altas)報導,如果引擎能夠持續承受爆炸,那麼爆炸將比燃燒有更強的衝擊力。這是因爲爆炸的龐程,是極高速的膨脹衝擊波,那種速度可以超過音速,獲得的推力也就可想而知。據計劃,爆震式引擎的理論效率比內燃引擎要高得多,至少多出25%;而且燃料消耗還更少,這意味着更便宜、更遠的航行距離。

NASA測試的RDE引擎,成功運轉10分鐘。(圖/NASA)

但是要持續穩定的爆炸並不容易,於是工程師試計出旋轉爆震引擎 (RDE),它利用環形腔室,並且精確噴射定量的燃料來起爆。每次爆炸都會產生衝擊波推力,然後隨着圓環傳播,再觸發下一次的爆炸,因此它的噴嘴是在引擎的四周,而不是中間。

NASA與「進入太空公司」(In Space LLE) 合作,成功測試了一款小型 RDE,引擎點火了十幾次,總持續時間將近10分鐘。這是相當了不起的進步,沒有把引擎炸成碎片。

這具引擎採用3D列印技術製造,原料是NASA提供的GRCop-42 銅合金,這種合金具有耐震與高效散熱的效果,因此不會因爲過熱而使元件脆化。

在全速運轉時,這具實驗型的RDE,產生了超過 4,000磅(1.8公噸)的推力,持續將近一分鐘,腔室壓力爲622磅/平方英寸 (約44公斤/平方公分),這是RED引擎研究以來,最高的壓力紀錄。

NASA認爲,這個實驗已證明RDE引擎的設計正確,現在將要擴大化,希望達到1萬磅推力(4.5公噸),它是一種可重複使用的火箭引擎,未來可能將應用在太空航行當中。